Какова будет массовая доля уксусной кислоты в растворе после полной реакции уксусного ангидрида с водой, если к 10%-му

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть химическую реакцию, которая происходит между уксусным ангидридом (CH3CO)2O и водой (H2O):

\[(CH3CO)2O + H2O \rightarrow 2CH3COOH\]

Из уравнения видно, что каждый молекула уксусного ангидрида реагирует с одной молекулой воды и образует две молекулы уксусной кислоты.

Дано, что масса уксусной кислоты в исходном 10%-ом растворе составляет 200 г. Это означает, что в 100 г раствора содержится 10 г уксусной кислоты. Мы можем использовать эту информацию, чтобы определить количество молей уксусной кислоты в исходном растворе.

Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) составляет около 60 г/моль. Поэтому в 10 г уксусной кислоты содержится:

\[\frac{10 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = \frac{1}{6} \, \text{моль}\]

Так как каждая молекула уксусного ангидрида (CH3CO)2O реагирует с одной молекулой воды и образует две молекулы уксусной кислоты (CH3COOH), то количество молей уксусного ангидрида будет равно количеству молей уксусной кислоты, полученной в реакции:

\[\frac{1}{6} \, \text{моль}\]

Теперь мы можем рассчитать массу уксусного ангидрида (CH3CO)2O. По формуле вещества можно заключить, что молярная масса уксусного ангидрида составляет около 120 г/моль. Таким образом, масса 25,5 г уксусного ангидрида составляет:

\[25,5 \, \text{г} \times \frac{1 \, \text{моль}}{120 \, \text{г/моль}} = \frac{17}{80} \, \text{моль}\]

Так как каждая молекула уксусного ангидрида (CH3CO)2O переходит в две молекулы уксусной кислоты (CH3COOH), то количество молей уксусной кислоты будет равно удвоенному количеству молей уксусного ангидрида:

\[\frac{34}{80} \, \text{моль}\]

Используя полученное количество молей уксусной кислоты, мы можем посчитать массу уксусной кислоты в реакционной смеси. Молярная масса уксусной кислоты равна 60 г/моль, поэтому масса уксусной кислоты составляет:

\[\frac{34}{80} \, \text{моль} \times 60 \, \text{г/моль} = \frac{17}{20} \times 60 \, \text{г} = 51 \, \text{г}\]

Теперь мы можем рассчитать массовую долю уксусной кислоты в реакционной смеси. Общая масса смеси равна сумме массы уксусной кислоты и массы уксусного ангидрида:

\[51 \, \text{г} + 25,5 \, \text{г} = 76,5 \, \text{г}\]

Массовая доля уксусной кислоты определяется как отношение массы уксусной кислоты к общей массе смеси, умноженное на 100%:

\[\frac{51 \, \text{г}}{76,5 \, \text{г}} \times 100\% \approx 66,67\% \]

Таким образом, массовая доля уксусной кислоты в реакционной смеси составляет около 66,67%.