Уксусный ангидрид массой 10,2 г смешали с избытком этанола, содержащего небольшое количество воды. Масса образовавшейся смеси составила 16,2 г. и воды в смеси не осталось. На нейтрализацию этой смеси затратили КНСО3 массой 12,0 г. Определите массов долю воды в спирте. Считайте, что в условиях экспиримента кислота со спиртом не взаимодействовала.

Первым шагом решения будет нахождение количества молей уксусного ангидрида и этанола, которые реагировали между собой.

Молярная масса уксусного ангидрида: 2 × 12.01 + 1 × 15.99 + 1 × 16.00 = 87.03 г/моль.

Количество молей уксусного ангидрида: 10.2 г / 87.03 г/моль = 0.117 моль.

Поскольку этанол в избытке, можно предположить, что он полностью растворил весь уксусный ангидрид. Тогда количество молей этанола можно найти из разности между общим количеством молей реагентов и количеством молей уксусного ангидрида:

Количество молей этанола: общее количество молей - количество молей уксусного ангидрида = (16.2 г / 46.07 г/моль) - 0.117 моль = 0.229 моль.

Теперь мы можем найти массовую долю воды в этаноле. Для этого нужно учесть, что на нейтрализацию смеси затратили КНСО3 массой 12,0 г, что означает, что количество молей образовавшейся смеси кислоты и спирта равно количеству молей КНСО3

Количество молей образовавшейся смеси: 0.117 моль уксусного ангидрида + 0.229 моль этанола = 0.346 моль.

Количество молей КНСО3: 12.0 г / 138.21 г/моль = 0.087 моль.

Так как в условиях эксперимента не осталось воды, можно сделать вывод, что вся вода в этой системе происходила только от этанола. Следовательно, количество молей воды в этаноле равно разности между количеством молей образовавшейся смеси и количеством молей уксусного ангидрида, а массовая доля воды в этаноле равна:

Количество молей воды: количество молей образовавшейся смеси - количество молей уксусного ангидрида = 0.346 моль - 0.117 моль = 0.229 моль.

Массовая доля воды в этаноле: (0.229 моль × 18.02 г/моль) / (16.2 г - 10.2 г) = 0.153, т.е.