Другие задания смотри здесь...
Упражнение 205. Какие соединения называют карбоновыми кислотами?
Карбоновые кислоты — производные углеводородов, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп.
Чем молекула карбоновой кислоты отличается от молекулы спирта? В отличие от спиртов, молекулы которых содержат гидроксильные группы ОН, молекулы карбоновых кислот содержат карбоксильные группы СООН.
Упражнение 206. Найдите формулу карбоновой кислоты, если ее молярная масса такая же, как и этанола. Отвечает ли эта кислота определению карбоновых кислот?
Известно: M(кислоты)=M(C2H5OH).
Найти: формулу карбоновой кислоты-?
Общая формула одноосновной карбоновой кислоты CnH2nO2.
Mr(C2H5OH)=2•Ar(C)+6•Ar(H)+Ar(O)=2•12+6•1+16=46
Mr(CnH2nO2)=n•Ar(C)+2n•Ar(H)+2•Ar(O)= 12•n+2•n+2•16=14n+32
14n+32=46, 14n=46-32, 14n=14, n=14:14, n=1
Итак, формула соединения СН2О2, или НСООН - муравьиная кислота.
Упражнение 207. Объясните, как и почему молекула уксусной кислоты диссоциирует в водном растворе. Происходит разрыв ковалентной полярной связи О-Н, с образованием катионов Гидрогена Н+ и анионов кислотного остатка СН3СОО-.
СН3СООН ←→ Н+ + СН3СОО–
Упражнение 208. Почему уксусная кислота не проявляет оснвных свойств, хотя в ее формуле имеется группа ОН, как и в формуле натрий гидроксида? Уксусная кислота не диссоциирует в водном растворе с образованием анионов гидроксильной группы ОН-. Смотри упражнение 207.
Упражнение 209. Напишите уравнения реакций и назовите их продукты:
а) 2СН3СООН + 2Li → 2СН3СООLi + H2↑; литий ацетат и водород
б) 2СН3СООН + Zn(OH)2 → (СН3СОО)2Zn + 2H2O; цинк ацетат и вода
в) 2СН3СООН + MnO → (СН3СОО)2Mn + H2O; магний ацетат и вода
г) 2СН3СООН + K2СO3 → 2CH3COOK + H2O + CO2↑. калий ацетат, вода и карбон (IV) оксид
Упражнение 210. Приведите по два молекулярных уравнения, которые отвечают таким ионно-молекулярным уравнениям:
а) Н+ + СН3СОО– = СН3СООН;
1. 2СН3СООK + H2SO4 (конц.) → 2СН3СООH↑ + K2SO4;
2СН3СОО- + 2K+ + 2H+ + SO42- → 2СН3СООH + 2K+ + SO42-;
2СН3СОО- + 2H+ → 2СН3СООH;
СН3СОО- + H+ → СН3СООH;
2. 2СН3СООNa + H2SO4 (конц.)→ 2СН3СООН↑ + Na2SO4;
2СН3СОО- + 2Na+ + 2H+ + SO42- → 2СН3СООH + 2Na+ + SO42-;
2СН3СОО- + 2H+ → 2СН3СООH;
СН3СОО- + H+ → СН3СООH;
В ионно-молекулярных уравнениях уксусную кислоту (является слабой) подают в недиссоциированной форме.
б) S2– + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COO–.
1. K2S + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COOK.
2K+ + S2- + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COO- + 2K+.
S2- + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COO-.
2. Na2S + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COONa.
2Na+ + S2- + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COO- + 2Na+.
S2- + 2CH3COOH = H2S↑ + 2CH3COO-.
В ионно-молекулярных уравнениях уксусную кислоту (является слабой) подают в недиссоциированной форме.
Упражнение 211. Вычислите массовую долю уксусной кислоты в растворе, полученном:
а) при смешивании одинаковых количеств вещества кислоты и воды;
Дано: n(CH3COOH)=n(H2O). Найти: w(CH3COOH)-?, w(H2O)-?
Решение:
І способ
Mr(CH3COOH)=2•Ar(C)+4•Ar(H)+2•Ar(O)=2•12+4•1+2•16=60,
поэтому M(CH3COOH)=60 г/моль,
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, поэтому M(H2O)=18 г/моль
Допустим, что n(CH3COOH)=n(H2O)=1 моль. Молярная масса - это масса 1 моль вещества, поэтому m(СH3COОН)=60 г и m(Н2О)=16 г.
Находим массу раствора:
m(раствора)=m(СH3COОН)+m(Н2О)=60 г+18 г=78 г.
Вычисляем массовую долю растворенного вещества в растворе по формуле:
w(вещества)=m(вещества)/m(раствора).
w(СH3COOH)=m(СH3COOH)/m(раствора)=60 г : 78 г = 0,77, или 77%
ІІ способ
Допустим, что n(CH3COOH)=n(H2O)=х моль.
Массу заданого количества вещества вычисляем по формуле m=n•M, где M=Mr г/моль.
Mr(CH3COOH)=2•Ar(C)+4•Ar(H)+2•Ar(O)=2•12+4•1+2•16=60,
М(СH3COOH)=60 г/моль
m(СH3COOН)=n(СH3COOН)•M(СH3COOН)=х моль • 60 г/моль = 60х г
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, М(Н2О)=18 г/моль
m(Н2О)=n(Н2О)•M(Н2О)=х моль • 18 г/моль = 18х г
Находим массу раствора:
m(раствора)=m(СH3COOН)+m(Н2О)=60х г+18х г=78х г.
Вычисляем массовую долю растворенного вещества в растворе по формуле:
w(вещества)=m(вещества)/m(раствора):
w(СH3COOН)=m(СH3COOН)/m(раствора)=60х г : 78х г = 0,77, или 77%
Ответ: 0,77, или 77%.
б) при добавлении 20 г кислоты к 200 г 20%-го ее раствора;
Дано: m(CH3COOH)=20 г, mп(раствора)=200 г,
wп(CH3COOH)=20%. Найти: wн(CH3COOH)-?
Решение:
Из формулы w(вещества)=m(вещества)/m(раствора) находим массу вещества
m(вещества)=m(раствора)•w(вещества)..
mп(CH3COOH)=mп(раствора)•wп(CH3COOH)=200 г•0,2=40 г.
Находим массу нового раствора.
mн(раствора)=m(СH3COОН)+mп(раствора)=20 г + 200 г=220 г.
Находим массу кислоты в новом растворе.
mн(СH3COОН)=mп(СH3COОН)+m(СН3СООН)=40 г + 20 г = 60 г
Вычисляем массовую долю растворенного вещества в новом растворе по формуле:
w(вещества)=m(вещества)/m(раствора).
wн(СH3COOH)=mн(СH3COOH)/mн(раствора)=60 г : 220 г = 0,27, або 27%
Ответ: 0,27, або 27%.
в) при добавлении 100 г воды к 200 г 20%-го раствора кислоты.
Дано: m(Н2О)=100 г, mп(раствора)=200 г,
wп(CH3COOH)=20%. Найти: wн(CH3COOH)-?
Решение:
Из формулы w(вещества)=m(вещества)/m(раствора) находим массу вещества
m(вещества)=m(раствора)•w(вещества).
mп(CH3COOH)=mп(раствора)•wп(CH3COOH)=200 г•0,2=40 г.
Находим массу нового раствора.
mн(раствора)=m(Н2О)+mп(раствора)=100 г+200 г=300 г.
Вычисляем массовую долю растворенного вещества в новом растворе по формуле
w(вещества)=m(вещества)/m(раствора).
wн(СH3COOH)=mп(СH3COOH)/mн(раствора)=40 г : 300 г = 0,13, або 13%.
Ответ: 0,13, або 13%.
Упражнение 212. Относительная формульная масса соли уксусной кислоты равна 142. Определите формулу этой соли и назовите соединение.
Известно: Mr(соли)=142. Найти: формулу соли-?
Решение:
Общая формула соли (СH3COO)nMe, где Ме - неизвестный металический элемент.
Mr((СH3COO)nMe)=n•Mr(CH3COO)+Ar(Me)=n•(2•Ar(C)+3•Ar(H)+2•Ar(O))+
+Ar(Me)=n•(2•12+3•1+2•16)+Ar(Me)=59n+Ar(Me)
По условию задачи 59n+Ar(Me)=142, отсюда Ar(Me)=142-59n
1. Если металлический элемент одновалентный, тогда n=1, поэтому Ar(Me)=142-59=83 - не подходит, ибо никакой одновалентный элемент не имеет такую относительную атомную массу.
2. Если металлический элемент двовалентный, тогда n=2, поэтому Ar(Me)=142-59•2=24. Такую относительную атомную массу имеет Магний.
Итак, формула соли (CH3COO)2Mg.
Упражнение 213. Вычислите массу раствора калий гидроксида с массовой долей щелочи 32%, необходимого для нейтрализации 50 г раствора уксусной кислоты с массовой долей кислоты 12%.
Дано: w(KOH)=32%, m(р-ра CH3COOH)=50 г,
w(CH3COOH)=12%. Найти: m(р-ра KOH)-?
Решение:
Из формулы w(вещества)=m(вещества)/m(раствора) находим массу вещества
m(вещества)=m(раствора)•w(вещества).
m(CH3COOH)=m(р-ра CH3COOH)•w(CH3COOH)=50 г•0,12=6 г.
Составляем химическое уравнение:
6 г х г
СН3СООН + КOH → СН3СООК + H2O;
60 г 56 г
Над формулами соединений CH3COOH и KОH записываем найденную массу кислоты (6 г) и неизвестную массу калий гидроксида (х г), а под формулами соединений - массы количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы (M=Mrг/моль) веществ и, соответственно, массы 1 моль, ибо прореагировало 1 моль кислоты СН3СООН с 1 моль калий гидроксида КOН.
Mr(CH3COOH)=2•Ar(C)+4•Ar(H)+2•Ar(O)=2•12+4•1+2•16=60,
М(СH3COOH)=60 г/моль. Масса 1 моль=60 г.
Mr(КOН)=Ar(К)+Ar(O)+Ar(Н)=39+16+1=56,
M(KOH)=56 г/моль. Масса 1 моль=56 г.
Составляем пропорцию и решаем ее:
по уравнению реакции с 60 г СН3СООН реагирует 56 г КOН,
по условию задачи с 6 г СН3СООН - х г КOН.
60 г / 6 г = 56 г / х г
х г • 60 г = 56 г • 6 г
х = 56 г • 6 г / 60 г
х = 5,6 г
Из формулы w(вещества)=m(вещества)/m(раствора) находим массу раствора
m(раствора)=m(вещества):w(вещества).
m(р-ра КОН)=m(КОН):w(КОН)=5,6 г : 0,32=17,5 г.
Ответ: 17,5 г.
Упражнение 214. Какие массы уксусной эссенции и воды нужно взять для приготовления 160 г столового уксуса — раствора уксусной кислоты с массовой долей кислоты 9%? Примите во внимание, что уксусная эссенция является раствором, содержащим 80% уксусной кислоты по массе.
Дано: m(раствора)=160 г, w(CH3COOH)=9%, или 0,09,
wн(CH3COOH)=80%, или 0,8. Найти: mн(СН3СООН)-?, mн(Н2О)-?
Решение:
Вычисляем массу кислоты по формуле: m(вещества)=m(раствора)•w(вещества).
m(CH3COOH)=m(вещества)•w(CH3COOH)=160 г•0,09=14,4 г.
Вычисляем массу эссенции по формуле: m(раствора)=m(вещества):w(вещества).
mн(раствора)=m(CH3COOH):wн(CH3COOH)=14,4 г:0,8=18 г.
Находим массу воды в эссенции.
mн(Н2О)=m(раствора)-mн(раствора)=160 г - 18 г=142 г.
Ответ: нужно взять 18 г оцтовой эссенции и 142 г воды.
ПРАКТИЧЕСКУЮ РАБОТУ №3 смотри здесь...
Упражнение 215. Объясните, с какой целью в опыте 4 используют индикатор. Чтобы за изменением цвета индикатора показать изменение среды: с кислой на щелочную, а потом на нейтральную.
Упражнение 216. Каким будет результат опыта 6, если кальций карбонат заменить: а) натрий карбонатом; б) кальций сульфатом? Ответы обоснуйте.
а) результат опыта не изменится, потому что уксусная кислота взаимодействует с солями-карбонатами.
2СН3СООН + Cа2+ + СО32- → 2(СН3СОО)- + Cа2+ + Н2O + СО2↑
2СН3СООН + СО32- → 2(СН3СОО)- + Н2O + СО2↑
б) уксусная кислота является слабой кислотой, поэтому не может вытеснить сильную кислоту с ее солей.