Перейти к публикации
Форум химиков на XuMuK.ru
Юрий Миллер

Задача с выходом реакции

Рекомендованные сообщения

При нагревании до некоторой температуры 23г муравьиной кислоты и 6,4г метанола в присутствии серной кислоты получена равновесная смесь. Эта смесь при действии избытка раствора хлорида бария образует 2,33г осадка,а при действии избытка раствора гидрокарбоната натрия выделяет 9,41 л оксида углерода (4) (н.у.).Найдите количество сложного эфира в (молях) в равновесной смеси,которая образуется при нагревании до той же температуры 200г 80% муравьиной кислоты и 150мл метанола (плотность 0,79 г/мл) в присутствии серной кислоты в качестве катализатора.

Обращаюсь, так как обнаружил, что мой ответ с ответом Кузьменко не сходится, что бывает крайне редко; до этого же час сидел, не вразумив, что сделал не так, - может кто-нибудь ткнет меня носом в допущенную ошибку.

CH3OH+HCOOH = HC(O)OCH3+H2O;
n(HCOOH [теор.])=0.5;
n(CH3OH)=0.2;
n(HC(O)OCH3[теор.])=0.2;
H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4;
n(BaSO4)=0.01;
n(H2SO4)=0.01;
(1) H2SO4+2NaHCO3=2CO2+2H2O+Na2SO4;
(2) HCOOH+NaHCO3=NaHCOO+H2O+CO2;
n(CO2[по условию])=0.42;
За (1): n(CO2)=0.02;
Тогда за (2): n(CO2)=0.42-0.02=0.4
n(HCOOH[практ.])=0.4;
Следовательно, n(HC(O)CH3)=n(HCOOH[теор.])-n(HCOOH[практ.])=0.1, т.к. <n(CH3OH);
w(выход)=0.1/0.2=0.5;
n'(HCOOH)=3.5;
n'(CH3OH)=3.7;
n(искомое)=3.5*0.5=1.75;
В ответе же количество равно 0.7, то есть выход реакции состав 20%, а не 50%. Что я сделал не так?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Это задача не на выход реакции, а на константу равновесия

Из данных первого опыта вы рассчитываете Кравн, затем применяете ее значение для расчета по опыту 2.

Выход реакции - величина не постоянная (в отличие от константы)
и нельзя применять значение, найденное для одной смеси, к любой другой. 

 

Учтите, что в опыте 2 исходные вещества содержат воду

Изменено пользователем M_GM

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Это задача не на выход реакции, а на константу равновесия

Из данных первого опыта вы рассчитываете Кравн, затем применяете ее значение для расчета по опыту 2.

Выход реакции - величина не постоянная (в отличие от константы)

и нельзя применять значение, найденное для одной смеси, к любой другой. 

 

Учтите, что в опыте 2 исходные вещества содержат воду

Извините, что слишком поздно, но таки дошёл до толкового решения задачи и хотелось бы узнать ваше мнение (имеются сомнения касательно правильности некоторых моих действий и данных задачи). Вот моё решение:

HCOOH+CH3OH=HC(O)OCH3+H2O;

Kравновесия=[H2O]*[HC(O)OCH3]/([HCOOH]*[CH3OH]). Сразу обговорю, что приравнял равновесные концентрации веществ к их количествам, так как объем не менялся.

Исходя из того, что при реакции с избытком гидрокарбоната натрия выделяется 0.42 моль CO2, равновесная концентрация муравьиной кислоты будет равна 0.42 моль.

Тогда прореагировало 0.08 моль HCOOH, следовательно, [HCOOCH3]=0.5-0.08=0.42 моль; [CH3OH]=0.2-0.08=0.12 моль; [H2O]=0.08 моль.

Подставив все значения в формулу получим:

Kравновесия=0.127.

Далее я подставил в формулу [искомый эфир]=Kравновесия*[HCOOH]*[CH3OH]/[H2O] новые значения концентраций (равновесных?) и получил:

[искомый эфир]=0.74моль.

Я сомневаюсь в последнем действии, также не понимаю, как можно было использовать количество серной кислоты, которое можно рассчитать из данных для осадка. Подскажите, пожалуйста, где я неправильно свернул, очень интересует эта задача и хотелось бы самому её решить.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Извините, что слишком поздно, но таки дошёл до толкового решения задачи и хотелось бы узнать ваше мнение (имеются сомнения касательно правильности некоторых моих действий и данных задачи). Вот моё решение:

HCOOH+CH3OH=HC(O)OCH3+H2O;

Kравновесия=[H2O]*[HC(O)OCH3]/([HCOOH]*[CH3OH]). Сразу обговорю, что приравнял равновесные концентрации веществ к их количествам, так как объем не менялся.

Исходя из того, что при реакции с избытком гидрокарбоната натрия выделяется 0.42 моль CO2, равновесная концентрация муравьиной кислоты будет равна 0.42 моль.//ранее вы учитывали, что СО2 образуется за счет наличия 2-х кислот

 

Тогда прореагировало 0.08 моль HCOOH, следовательно, [HCOOCH3]=0.5-0.08=0.42 моль; .//как это за счет 0,08 кислоты получилось столько эфира???

 

[CH3OH]=0.2-0.08=0.12 моль; [H2O]=0.08 моль.

Подставив все значения в формулу получим:

Kравновесия=0.127.

Далее я подставил в формулу [искомый эфир]=Kравновесия*[HCOOH]*[CH3OH]/[H2O] новые значения концентраций (равновесных?) и получил:

[искомый эфир]=0.74моль.// равновесные концентрации не даны, даны исходные. Обозначив равновесное количество эфира Х моль, следовало выразить через исходные и Х равновесные концентрации других веществ. Эти выражения подставляются в формулу константы и находится Х. Как ни печально, но придется вспомнить, как решаются квадратные уравнения ... :du:  :ao: 

Я сомневаюсь в последнем действии, также не понимаю,

как можно было использовать количество серной кислоты, // перечитайте свое первое решение, может поймете

 

которое можно рассчитать из данных для осадка. Подскажите, пожалуйста, где я неправильно свернул, очень интересует эта задача и хотелось бы самому её решить.

 

Как минимум три ошибки в предложенном решении, где вы "неправильно свернули"

Изменено пользователем M_GM

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как минимум три ошибки в предложенном решении, где вы "неправильно свернули"

Да, я тогда начудил, виноват. Учёл все ваши замечания, посмотрите, пожалуйста:

HCOOH+CH3OH=HCOOCH3+H2O;

n(CO2общее)=0.42 моль; n(CO2, выделившегося за реакцию с HCOOH)=n(CO2общее)-n(CO2, выделившегося за реакцию с H2SO4)=0.4 моль;

До реакции: n(HCOOH)=0.5 моль; n(CH3OH)=0.2;

Прореагировало HCOOH и CH3OH: 0.5-0.4=0.1 моль, тогда образовалось n(H2O)=N(HCOOCH3)=0.1 моль;

После реакции: n(CH3OH)=0.2-0.1=0.1 моль; n(HCOOH)=n(CO2, выделившегося за реакцию с HCOOH)=0.4 моль;

Теперь подставляю все полученные данные из первого опыта в формулу для константы равновесия:

Kравновесия=0.1*0.1/(0.1*0.4)=0.25;

Второй опыт: HCOOH+CH3OH=H2O+HCOOCH3 (все данные дальше будут только для него);

до реакции n(HCOOH)=3.5 моль; n(CH3OH)=3.7моль; n(H2O)=0.2 моль.

Обозначаю за х моль количество искомого эфира, тогда после установления равновесия:

n(H2O)=(0.2+x) моль;

n(HCOOH)=(3.5-x) моль;

n(CH3OH)=(3.7-x) моль.

Подставляю в формулу для известной константы равновесия:

0.25=x*(x+0.2)/(3.5-x)*(3.7-x); отсюда х=0.7 моль.

У меня только сомнение насчёт того, правильно ли я понял ваш намёк  на то, что исходные вещества содержат воду.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Намек может быть поняли верно, но считали коряво.

 

Насколько я понимаю, 200 г 80% муравьиной кислоты содержат 160 г кислоты и 40 г воды.

Откуда же у вас получилось "до реакции ...  n(H2O)=0.2 моль"  ?     

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Намек может быть поняли верно, но считали коряво.

 

Насколько я понимаю, 200 г 80% муравьиной кислоты содержат 160 г кислоты и 40 г воды.

Откуда же у вас получилось "до реакции ...  n(H2O)=0.2 моль"  ?     

Не заметил, я только тут случайно написал 0.2 моль, а в решении использовал 2.2 моль. То есть всё правильно, исключая неправильно записанный подсчёт?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×
×
  • Создать...