CАМОСТІЙНА РОБОТА (фронтальна)
Завдання 1
Складіть молекулярні та йонні рівняння реакцій між етановою кислотою:
а) кальцієм;
2CH3COOH + Ca → (CH3COO)2Ca (кальцій етаноат)+ H2↑ (водень)
2CH3COOH + Ca → 2CH3COO- + Ca2+ + H2↑
б) калій гідроксидом;
CH3COOH + KOH → CH3COOK (калій етаноат)+ H2O (вода)
CH3COOH + K++ OH-= CH3COO- + K+ + H2O
CH3COOH + OH-= CH3COO- + H2O
в) натрій карбонатом. .
2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa (натрій етаноат) + H2O (вода)+
+ CO2↑ (карбон (IV) оксид)
2CH3COOH + 2Na+ + CO32- → 2CH3COO- + 2Na+ + H2O + CO2↑
2CH3COOH + CO32- → 2CH3COO- + H2O + CO2↑
Зверніть увагу: етанова кислота - слабкий електроліт, через це в йонних рівняннях реакцій її формула записується в молекулярному вигляді.
Завдання 2
Обчисліть, яку масу розчину етанової кислоти з масовою часткою її 0,6 потрібно взяти, щоб добути кальцій етаноат масою 15,8 г.
Відомо: m((CН3СОО)2Са)=15,8 г, ω(СН3СООН)=0,6
Знайти: m(розчину)-?
Розв'язання
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
x г 15,8 г
2CH3COOH + Ca → (CH3COO)2Ca + H2↑
120 г 158 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль етанової кислоти СН3СООН з утворенням 1 моль кальцій етаноату (СН3СОО)2Са. Обчислюємо молярні маси (Mrг/моль=M) речовин й, відповідно, масу 2 моль етанової кислоти і масу 1 моль кальцій етаноату.
Mr(CН3СООН)=2•Ar(C)+4•Ar(Н)+2•Ar(О)=2•12+4•1+2•16=60,
M(CН3СООН)=60 г/моль. Маса 1 моль=60 г, а маса 2 моль=120 г
Mr((CН3СОО)2Сa)=4•Ar(C)+6•Ar(Н)+4•Ar(О)+Ar(Са)=4•12+6•1+4•16+40=158,
M((СН3СОО)2Ca)=158 г/моль. Маса 1 моль=158 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу етанової кислоти:
х г / 120 г = 15,8 г / 158 г, тому х г • 158 г = 15,8 г • 120 г, звідси
х=m(CH3COOH)=15,8 г • 120 г : 158 г=12 г
Знаходимо масу розчину етанової кислоти за формулою
m(розчину)=m(речовини)/ω(речовини)
m(розчину)=m(СН3СООН)/ω(СН3СООН)=12 г : 0,6=20 г
ІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини CH3COO)2Ca масою 15,8 г за формулою: y=m/M, де Mrг/моль=M
Mr((CН3СОО)2Сa)=4•Ar(C)+6•Ar(Н)+4•Ar(О)+Ar(Са)=4•12+6•1+4•16+40=158,
M((СН3СОО)2Ca)=158 г/моль.
y((CH3COO)2Ca)=m((CH3COO)2Ca):M((CH3COO)2Ca)=15,8 г : 158 г/моль=
=0,1 моль
Записуємо рівняння реакції: 2CH3COOH+Ca→(CH3COO)2Ca+H2↑
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль етанової кислоти СН3СООН з утворенням 1 моль кальцій етаноату (СН3СОО)2Са, кількість речовини етанової кислоти є у 2 рази більшою, ніж кількість речовини кальцій етаноату, тому
y(СН3СООН)=2•y((CH3COO)2Ca)=2•0,1 моль=0,2 моль
Знаходимо масу етанової кислоти кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=y•M
Mr(CН3СООН)=2•Ar(C)+4•Ar(Н)+2•Ar(О)=2•12+4•1+2•16=60,
M(CН3СООН)=60 г /моль.
m(СН3СООН)=y(CH3COOH)•M(CH3COOH)=0,2 моль•60 г/моль=12 г
Масу розчину етанової кислоти можна знайти за формулою (див. І спосіб) або за допомогою пропорції.
Масова частка речовини в будь-якому розчині показує масу розчиненої речовини, що міститься у 100 г розчину, тому для визначення маси всього розчину складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
у 100 г розчину міститься 60 г етанової кислоти, тоді
у х г розчину - 12 г етанової кислоти:
100 г / х г = 60 г / 12 г, тому х г • 60 г = 12 г • 100 г, звідси
х=m(розчину)=12 г • 100 г : 60 г=20 г
Відповідь: m(розчину)=20 г
Завдання 3
До розчину масою 21,2 г з масовою часткою натрій карбонату 0,1 долили з надлишком етанову кислоту. Обчисліть маси продуктів реакції та назвіть їх.
Дано: m(розчину)=21,2 г; ω(Na2CO3)=0,1
Знайти: m(CH3COONa)-?, m(H2O)-?, m(СО2)-?
Розв'язування
І спосіб
Знаходимо масу натрій карбонату за формулою: m(речовини)=m(розчину)•ω(речовини)
m(Na2CO3)=m(розчину)•ω(Na2CO3)=21,2 г • 0,1=1,12 г
Записуємо рівняння реакції:
2,12 г х г у г z г
2СH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + CО2 + Н2О
106 г 164 г 44 г 18 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі, а під формулами сполук - масу кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (Mrг/моль=M) речовин й, відповідно, масу 2 моль натрій етаноату і масу 1 моль решти сполук.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль. Маса 1 моль=106 г
Mr(СH3COONa)=2•Ar(C)+3•Ar(H)+2•Ar(O)+Ar(Na)=2•12+3•1+2•16+23=82,
M(СH3COONa)=82 г/моль Маса 1 моль=82 г, а маса 2 моль=164 г
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль
Маса 1 моль=44 г
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль
Маса 1 моль = 18 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу натрій етаноату:
2,12 г / 106 г = х г / 164 г, тому х г • 106 г = 164 г • 2,12 г, звідси
х=m(CH3COONa)=164 г • 2,12 г : 106 г=3,28 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу карбон (IV) оксиду:
2,12 г / 106 г = у г / 44 г, тому у г • 106 г = 44 г • 2,12 г, звідси
y=m(CO2)=44 г • 2,12 г : 106 г=0,88 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу води:
2,12 г / 106 г = z г / 18 г, тому z г • 106 г = 18 г • 2,12 г, звідси
z =m(H2O)=18 г • 2,12 г : 106 г=0,36 г
ІІ спосіб
Знаходимо масу натрій карбонату за формулою: m(речовини)=m(розчину)•ω(речовини)
m(Na2CO3)=m(розчину)•ω(Na2CO3)=21,2 г • 0,1=1,12 г
Обчислюємо кількістю речовини натрій карбонату масою 2,12 г за формулою γ=m/M.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106,
M(Na2CO3)=106 г/моль.
γ(Na2CO3)=m(Na2CO3):M(Na2CO3)=2,12 г:106 г/моль=0,02 моль
Записуємо рівняння реакції:
2СH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + CО2 + Н2О
За рівнянням реакції y(Na2CO3):y(CH3COONa)=1:2, тому
y(CH3COONa)=2•y(Na2CO3)=2•0,02 моль=0,04 моль
За рівнянням реакції y(Na2CO3):y(CO2)=1:1, тому
y(СО2)=y(Na2CO3)=0,02 моль
За рівнянням реакції y(Na2CO3):y(Н2О)=1:1, тому
y(H2O)=y(Na2CO3)= 0,02 моль
Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою m=γ•M.
Mr(СH3COONa)=2•Ar(C)+3•Ar(H)+2•Ar(O)+Ar(Na)=2•12+3•1+2•16+23=82,
M(СH3COONa)=82 г/моль
m(СH3COONa)=y(СH3COONa)•M(СH3COONa)=0,04 моль•82 г/моль=3,28 г
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль
m(СО2)=y(СО2)•M(СО2)=0,02 моль•44 г/моль=0,88 г
Mr(H2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, M(H2О)=18 г/моль
m(H2О)=y(H2O)•M(H2O)=0,02 моль•18 г/моль=0,36 г
Відповідь: m(СH3COONa)=3,28 г; m(СО2)=0,88 г; m(Н2О)=0,36 г