Какой процентный выход продукта реакции (относительно теоретически возможного) получается при прореагировании

Перед тем, как мы приступим к решению этой задачи, давайте вспомним основные понятия в химии.

В данной задаче нам дано два реагента: бутанол (C₄H₉OH) и уксусная кислота (CH₃COOH). Мы знаем их массы: 30 г и 24 г соответственно. Нам нужно определить процентный выход продукта реакции (бутилацетата), относительно теоретически возможного.

Давайте сначала представим уравнение реакции между бутанолом и уксусной кислотой:

C₄H₉OH + CH₃COOH -> CH₃COOC₄H₉ + H₂O

Теперь посчитаем количество вещества (в молях) для каждого из реагентов. Для этого мы должны разделить массу каждого вещества на его молярную массу.

Молярная масса бутанола (C₄H₉OH) равна:
1 моль C₄H₉OH = 12.01 г/моль (C) + 1.01 г/моль (H) * 9 + 16.00 г/моль (O) + 1.01 г/моль (H) = 74.12 г/моль

Теперь посчитаем количество молей бутанола:
Моли C₄H₉OH = 30 г / 74.12 г/моль = 0.405 моль

Рассчитаем молярную массу уксусной кислоты (CH₃COOH):
1 моль CH₃COOH = 12.01 г/моль (C) + 1.01 г/моль (H) * 2 + 16.00 г/моль (O) + 12.01 г/моль (C) + 16.00 г/моль (O) + 1.01 г/моль (H) = 60.05 г/моль

Теперь посчитаем количество молей уксусной кислоты:
Моли CH₃COOH = 24 г / 60.05 г/моль = 0.399 моль

Теперь нам нужно определить, какая из реагентов ограничивает реакцию. Для этого нам необходимо рассмотреть соотношение между коэффициентами реагентов в уравнении реакции.

Исходя из уравнения реакции, мы видим, что для получения одной моли бутилацетата (CH₃COOC₄H₉) нам нужна одна моль бутанола (C₄H₉OH) и одна моль уксусной кислоты (CH₃COOH).

Сравнивая количество молей бутилацетата, бутанола и уксусной кислоты, мы видим, что количество бутанола (0.405 моль) больше, чем количество уксусной кислоты (0.399 моль). Это означает, что уксусная кислота является ограничивающим реагентом, так как она исчерпается первой.

Теперь рассмотрим количество молей бутилацетата (CH₃COOC₄H₉), которое образуется в результате реакции. Исходя из уравнения реакции, мы видим, что для получения одной моли бутилацетата нам нужна одна моль уксусной кислоты.

Количество молей бутилацетата (CH₃COOC₄H₉) равно количеству молей уксусной кислоты (0.399 моль), так как в реакции уксусная кислота исчерпается полностью.

Теперь давайте найдем массу бутилацетата (CH₃COOC₄H₉), используя его количество молей и его молярную массу.

Молярная масса бутилацетата (CH₃COOC₄H₉) равна:
1 моль CH₃COOC₄H₉ = 12.01 г/моль (C) + 16.00 г/моль (O) + 12.01 г/моль (C) + 1.01 г/моль (H)*2 + 12.01 г/моль (C) + 1.01 г/моль (H) * 3 = 116.16 г/моль

Теперь посчитаем массу бутилацетата (CH₃COOC₄H₉):
Масса CH₃COOC₄H₉ = количеству молей CH₃COOC₄H₉ * молярная масса CH₃COOC₄H₉
= 0.399 моль * 116.16 г/моль
= 46.32 г

Наконец, найдем процентный выход продукта реакции, относительно теоретически возможного.

Процентный выход = (Масса фактически полученного продукта / Масса теоретически возможного продукта) * 100%
= (46.32 г / 116.16 г) * 100%
= 39.89%

Таким образом, процентный выход бутилацетата составляет примерно 39.89% относительно теоретически возможного.