Помогите пожалуйста! с объяснением Юный химик Вася прочитал, что изобутилформиат имеет запах, напоминающий запах малины. Для получения этого сложного эфира Вася вылил в колбу на 100 мл весь изобутанол, который нашел в лаборатории, и затем долил в колбу муравьиную кислоту до риски. К удивлению Васи плотность полученной смеси составила 1 г/мл. Содержимое колбы Вася разделил на две равные части. Одну часть Вася умудрился полностью сжечь. К счастью ему удалось собрать всю жидкость, которая сконденсировалась после сгорания смеси. Ее объем оказался равным 41,8 мл. Вторую часть Вася нагревал в присутствии катализатора и получил 30,5 г изобутилформиата. Определите выход продукта реакции этерификации. Ответ: 82 %.

Ответ:

Привет. Я могу помочь вам с объяснением решения задачи. Вот шаги:

1. Напишем уравнение реакции этерификации²³:

```text

CH3-CH2-CH(CH3)-OH + HCOOH ⇌ CH3-CH2-CH(CH3)-O-COOH + H2O

```

2. Найдем молярные массы изобутанола (M1 = 74 г/моль), муравьиной кислоты (M2 = 46 г/моль) и изобутилформиата (M3 = 102 г/моль).

3. Найдем количество вещества изобутанола в колбе по формуле n = m / M, где m - масса, а M - молярная масса:

```text

n1 = m1 / M1 = ρ * V / M1 = 0.8 * 0.1 / 74 ≈ 0.00108 моль

```

Здесь мы использовали плотность изобутанола ρ = 0.8 г/мл и объем V = 100 мл.

4. Найдем количество вещества муравьиной кислоты в колбе по той же формуле:

```text

n2 = m2 / M2 = ρ * V / M2 = 1 * (V - V1) / 46 ≈ (0.15 - V1) / 46

```

Здесь мы использовали плотность смеси ρ = 1 г/мл, общий объем смеси V = 150 мл и объем изобутанола V1.

5. Найдем объем изобутанола V1 по условию задачи: после сгорания половины смеси получилось 41,8 мл конденсата, который состоит только из воды и углекислого газа.

При сгорании одного моля изобутанола образуется три моля воды и четыре моля углекислого газа:

```text

CH3-CH2-CH(CH3)-OH + O2 → CO2 + H2O

n(CO2) : n(H2O) : n(OH) : n(O) =

4 : 3 : -1 : -6

```

По закону сохранения материи количество атомов каждого элемента должно быть одинаково в левой и правой частях уравнения:

```text

n(CO2) * C + n(H20) * C + n(OH) * C + n(O) * C =

n(CO2) * O + n(H20) * O + n(OH) * O + n(O)

4C + C - C -6C =

8O + O - O

C =

9O

```

Таким образом, коэффициент при кислороде равен девяти:

```text

CH3-CH2-CH(CH3)-OH + 9/2 O2 → CO4 CO22+ H23 H20

```

Из этого следует, что при сгорании одного литра изобутанола образуется три литра воды и четыре литра углекислого газа при нормальных условиях.

Тогда объем изобутанола можно найти по пропорции:

```text

V(H20)/V(OH)=n(H20)/n(OH)=3

V(H20)=41.8 ml

V(OH)=41.8/3=13.93 ml

V1=13.93 ml