Расчет массовой доли уксусной кислоты в смеси с муравьиной

 

 

В данной задаче идут две параллельные реакции с участием смеси веществ.

Задача 3.9.
На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовано 35 мл 20% -ного раствора гидроксида калия (р = 1,2 г/мл). Рассчитайте массу уксусной кислоты и ее массовую долю в исходной смеси кислот.
Дано:
масса смеси кислот: m_{(смеси кислот)} = 7,6 г;
объем раствора КОН: V_р-ра(КОН) = 35 мл;
массовая доля КОН в исходном р-ре:  (КОН)_{в исх. р-ре} = 20% ;
плотность исходного раствора КОН: р_{исх. р-ра}(КОН) = 1,2 г/мл.
Найти: массу уксусной кислоты: m(СН₃СООН);
массовую долю СН₃СООН в исходной смеси:  (СН₃СООН) = ?
Решение:

При взаимодействии смеси кислот с гидроксидом калия одновременно идут две реакции:

СН₃СООН + КОН → СН₃СООК + Н₂О
НСООН + КОН → НСООК + Н₂О

Решение задачи возможно по встречному алгоритму с составлением математического уравнения. Схему решения можно представить следующим образом:

 1. Обозначим массу уксусной кислоты в исходной смеси величиной «а»:

m(СН₃СООН) = а г.

Тогда массу муравьиной кислоты можно определить по разности:

m(НСООН) = m(смеси кислот) – m(СН₃СООН) = (7,6 - а) г.

2. По уравнению реакции уксусной кислоты с раствором щелочи определим массу КОН, который расходовался в этом взаимодействии.

3. Аналогично по уравнению реакции с муравьиной кислотой находим массу КОН, который расходовался во втором взаимодействии.

4. Находим общую массу КОН, который расходовался в двух реакциях:

m(КОН) = m(КОН)_{в р-ции с укс к-той}  +  m(КОН)_{в р-ции с мур к-той} =
= 0,933 ^. а + (9,25 – 1,217 ^. а) = (9,25 – 0,284 ^. а) г.

5. Находим массу КОН, который содержался в 200 мл исходного раствора:

6. Приравниваем выражение, полученное в 4 действии к значению массы КОН из 5 действия:

9,25 – 0,284 ^. а = 8,4.

Получили математическое уравнение. Решая его, находим значение величины «а»:

а = 3.

Величиной «а» мы обозначали массу уксусной кислоты:

m(СН₃СООН) = 3 г.

7. Находим массовую долю СН₃СООН в исходной смеси кислот

Ответ: m(CH₃COOH) = 3 г;   (CH₃COOH) = 39,5%.

---