Какова массовая доля кислорода в смеси, полученной путем смешивания ацетона и уксусной кислоты, где количество кетона

Для решения данной задачи мы должны рассмотреть стехиометрическое соотношение между ацетоном и уксусной кислотой и определить, как это влияет на массовую долю кислорода в полученной смеси.

Для начала нам нужно представить химическое уравнение реакции между ацетоном (С3Н6О) и уксусной кислотой (C2H4O2):

\[ C3H6O + C2H4O2 \rightarrow C5H8O3 \]

Из данного уравнения видно, что при реакции ацетона с уксусной кислотой получается продукт C5H8O3.

Как указано в условии задачи, количество кетона (C3H6O) в 3 раза превышает количество карбоновой кислоты (C2H4O2). Пусть количество карбоновой кислоты будет x моль, тогда количество кетона будет 3x моль.

Теперь, с использованием данных о молярных массах каждого вещества, мы можем определить массы каждого компонента.

Молярные массы:
Мольная масса ацетона (C3H6O) = 58.08 г/моль
Мольная масса уксусной кислоты (C2H4O2) = 60.05 г/моль

Масса ацетона (m1) = кол-во молей ацетона (3x) * молярная масса ацетона
Масса уксусной кислоты (m2) = кол-во молей уксусной кислоты (x) * молярная масса уксусной кислоты

В полученной смеси общая масса (m_total) будет равна сумме масс ацетона и уксусной кислоты:
m_total = m1 + m2

Массовая доля кислорода в смеси (ω) вычисляется как отношение массы кислорода к общей массе смеси:
ω = (масса кислорода / m_total) * 100

Количество атомов кислорода в молекуле ацетона (C3H6O) = 1
Количество атомов кислорода в молекуле уксусной кислоты (C2H4O2) = 2

Масса кислорода (m_кислорода) = (количество атомов кислорода * (масса 1 атома кислорода)) * (молекулярная масса кислорода)

Теперь мы можем объединить все эти шаги и получить ответ:

1. Выразить массу ацетона через x:
m1 = (3x) * 58.08 г/моль = 174.24x г

2. Выразить массу уксусной кислоты через x:
m2 = x * 60.05 г/моль = 60.05x г

3. Выразить общую массу смеси через x:
m_total = m1 + m2 = 174.24x + 60.05x = 234.29x г

4. Выразить массу кислорода через x:
m_кислорода = (1 * 16.00 г/моль) * (3x) + (2 * 16.00 г/моль) * (x) = 48.00x + 32.00x = 80.00x г

5. Выразить массовую долю кислорода в смеси:
ω = (m_кислорода / m_total) * 100 = (80.00x г / 234.29x г) * 100 = 34.15%

Таким образом, массовая доля кислорода в смеси будет равна 34.15%.