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 C_nH_2nO₂.

M_r(C₂H₅OH)=2•A_r(C)+6•A_r(H)+A_r(O)=2•12+6•1+16=46

M_r(C_nH_2nO₂)=n•A_r(C)+2n•A_r(H)+2•A_r(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⁺ + SO₄^2- → 2СН₃СООH + 2K⁺ + SO₄^2-; 

   2СН₃СОО^- + 2H⁺ → 2СН₃СООH; 

   СН₃СОО^- + H⁺ → СН₃СООH; 

2. 2СН₃СООNa + H₂SO₄ (конц.)→ 2СН₃СООН↑ + Na₂SO₄; 

   2СН₃СОО^- + 2Na⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- → 2СН₃СООH + 2Na⁺ + SO₄^2-; 

   2СН₃СОО^- + 2H⁺ → 2СН₃СООH; 

   СН₃СОО^- + H⁺ → СН₃СООH;

В ионно-молекулярных уравнениях уксусную кислоту (является слабой) подают в недиссоциированной форме.

б) S^2– + 2CH₃COOH = H₂S↑ + 2CH₃COO^–.

1. K₂S + 2CH₃COOH = H₂S↑ + 2CH₃COOK.

   2K⁺ + S^2- + 2CH₃COO_H = H₂S↑ + 2CH₃COO^- + 2K⁺.

    S^2- + 2CH₃COOH = H₂S↑ + 2CH₃COO^-.

2. Na₂S + 2CH₃COOH = H₂S↑ + 2CH₃COONa.

   2Na⁺ + S^2- + 2CH₃COOH = H₂S↑ + 2CH₃COO^- + 2Na⁺.

    S^2- + 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

M_r(CH₃COOH)=2•A_r(C)+4•A_r(H)+2•A_r(O)=2•12+4•1+2•16=60,

поэтому M(CH₃COOH)=60 г/моль, 

M_r(H₂O)=2•A_r(H)+A_r(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=M_r г/моль.

M_r(CH₃COOH)=2•A_r(C)+4•A_r(H)+2•A_r(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

M_r(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, m_п(раствора)=200 г, 

w_п(CH₃COOH)=20%. Найти: w_н(CH₃COOH)-?

Решение:

Из формулы w(вещества)=m(вещества)/m(раствора) находим массу вещества

m(вещества)=m(раствора)•w(вещества)..

m_п(CH₃COOH)=m_п(раствора)•w_п(CH₃COOH)=200 г•0,2=40 г.

Находим массу нового раствора.

m_н(раствора)=m(СH₃COОН)+m_п(раствора)=20 г + 200 г=220 г.

Находим массу кислоты в новом растворе.

m_н(СH₃COОН)=m_п(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).

w_н(СH₃COOH)=m_н(СH₃COOH)/m_н(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, m_п(раствора)=200 г, 

w_п(CH₃COOH)=20%. Найти: w_н(CH₃COOH)-?

Решение:

Из формулы w(вещества)=m(вещества)/m(раствора) находим массу вещества

m(вещества)=m(раствора)•w(вещества).

m_п(CH₃COOH)=m_п(раствора)•w_п(CH₃COOH)=200 г•0,2=40 г.

Находим массу нового раствора.

m_н(раствора)=m(Н₂О)+m_п(раствора)=100 г+200 г=300 г.

Вычисляем массовую долю растворенного вещества в новом растворе по формуле

w(вещества)=m(вещества)/m(раствора).

w_н(СH₃COOH)=m_п(СH₃COOH)/m_н(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: M_r(соли)=142. Найти: формулу соли-?

Решение:

Общая формула соли (СH₃COO)_nMe, где Ме - неизвестный металический элемент.

M_r((СH₃COO)_nMe)=n•M_r(CH₃COO)+A_r(Me)=n•(2•Ar(C)+3•Ar(H)+2•Ar(O))+

+A_r(Me)=n•(2•12+3•1+2•16)+A_r(Me)=59n+A_r(Me)

По условию задачи  59n+A_r(Me)=142, отсюда A_r(Me)=142-59n

1. Если металлический элемент одновалентный, тогда n=1, поэтому A_r(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 A_r(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=M_rг/моль) веществ и, соответственно, массы 1 моль, ибо прореагировало 1 моль кислоты СН₃СООН с 1 моль калий гидроксида КOН.

M_r(CH₃COOH)=2•A_r(C)+4•A_r(H)+2•A_r(O)=2•12+4•1+2•16=60,

М(СH₃COOH)=60 г/моль. Масса 1 моль=60 г.

M_r(КOН)=A_r(К)+A_r(O)+A_r(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, 

w_н(CH₃COOH)=80%, или 0,8. Найти: m_н(СН₃СООН)-?, m_н(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).

m_н(раствора)=m(CH₃COOH):w_н(CH₃COOH)=14,4 г:0,8=18 г. 

Находим массу воды в эссенции.

m_н(Н₂О)=m(раствора)-m_н(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⁺ + СО₃^2- → 2(СН₃СОО)^- + Cа²⁺  + Н₂O + СО₂↑

2СН₃СООН + СО₃^2- → 2(СН₃СОО)^- + Н₂O + СО₂↑

б) уксусная кислота является слабой кислотой, поэтому не может вытеснить сильную кислоту с ее солей.

Другие задания смотри здесь...