Сколько эфира сформируется при нагревании 64 грамма метанола и 88 граммов бутановой кислоты, если выход эфира

Чтобы решить эту задачу, мы должны сначала узнать, какими соотношениями образуются эфир и реагенты в реакции. Затем мы воспользуемся уравнением реакции и информацией о молярной массе веществ, чтобы вычислить количество образовавшегося эфира.

1. Сначала посмотрим на уравнение реакции образования эфира (эфирирование), в котором метанол и бутановая кислота реагируют, образуя эфир и воду:

\[CH_3OH + CH_3COOH \rightarrow CH_3COOCH_3 + H_2O\]

2. Посмотрим на уравнение и увидим, что одна молекула метанола реагирует с одной молекулой бутановой кислоты, образуя одну молекулу эфира и одну молекулу воды.

3. Теперь посчитаем количество вещества метанола и бутановой кислоты, приведенных в задаче. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса в граммах, \(M\) - молярная масса.

Молярная масса метанола (CH3OH) равна 32 г/моль, а молярная масса бутановой кислоты (CH3COOH) равна 88 г/моль.

Для метанола:
\[n_{CH_3OH} = \frac{64 г}{32 \frac{г}{моль}} = 2 моль\]

Для бутановой кислоты:
\[n_{CH_3COOH} = \frac{88 г}{88 \frac{г}{моль}} = 1 моль\]

4. Так как соотношение между метанолом и бутановой кислотой в уравнении реакции 1:1, то мы можем сказать, что метанол и бутановая кислота реагируют полностью.

5. Однако, по условиям задачи выход эфира составляет менее теоретического значения. Давайте предположим, что выход эфира составляет \(x\). Тогда, теоретическое количество эфира, образовавшегося в реакции, будет таким же как количество бутановой кислоты, т.е. 1 моль.

6. Мы можем записать уравнение для количества эфира:

\[n_{CH_3COOCH_3} = x \cdot n_{CH_3COOH}\]

Подставим известные значения:

\[1 моль = x \cdot 1 моль\]

Поэтому \(x = 1\). То есть, выход эфира составляет 1 моль.

7. Чтобы найти массу эфира, мы можем воспользоваться формулой:

\[m = n \cdot M\]

где \(m\) - масса в граммах, \(n\) - количество вещества, \(M\) - молярная масса.

Молярная масса эфира (CH3COOCH3) равна 74 г/моль.

Таким образом, масса эфира будет:

\[m_{CH_3COOCH_3} = 1 моль \cdot 74 \frac{г}{моль} = 74 г\]

Следовательно, при нагревании 64 г метанола и 88 г бутановой кислоты, при условии, что выход эфира составляет менее теоретического значения, сформируется 74 г эфира.