Какой объем раствора уксусной кислоты с массовой долей 80% (плотность 1,06 г/см3) нужен для полной этерификации 1 кг целлюлозы, если расчет осуществляется на одно элементарное звено целлюлозы?

Химия 11 класс Этерификация целлюлозы объем раствора уксусной кислоты массовая доля 80% этерификация целлюлозы плотность 1,06 г/см3 расчет элементарного звена целлюлозы Новый

Для решения данной задачи нам нужно пройти несколько шагов. Начнем с того, что нам необходимо узнать, сколько уксусной кислоты нужно для этерификации 1 кг целлюлозы, а затем рассчитаем объем раствора уксусной кислоты с заданными параметрами.

Шаг 1: Определение молекулярной массы целлюлозы

Целлюлоза является полимером, состоящим из глюкозных звеньев. Молекулярная формула глюкозы - C6H12O6. В элементарном звене целлюлозы содержится 6 атомов углерода, 10 атомов водорода и 5 атомов кислорода (C6H10O5). Молекулярная масса одного звена целлюлозы:

• Углерод (C): 12 г/моль
• Водород (H): 1 г/моль
• Кислород (O): 16 г/моль

Теперь считаем:

• Масса углерода: 6 * 12 = 72 г/моль
• Масса водорода: 10 * 1 = 10 г/моль
• Масса кислорода: 5 * 16 = 80 г/моль

Общая масса элементарного звена целлюлозы: 72 + 10 + 80 = 162 г/моль.

Шаг 2: Количество моль целлюлозы в 1 кг

Теперь найдем количество моль целлюлозы в 1 кг (1000 г):

Количество моль = масса / молекулярная масса = 1000 г / 162 г/моль ≈ 6,17 моль.

Шаг 3: Определение количества уксусной кислоты

Для этерификации 1 моль целлюлозы требуется 1 моль уксусной кислоты. Таким образом, для 6,17 моль целлюлозы потребуется 6,17 моль уксусной кислоты.

Молекулярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) равна:

• Углерод (C): 12 г/моль * 2 = 24 г/моль
• Водород (H): 1 г/моль * 4 = 4 г/моль
• Кислород (O): 16 г/моль * 2 = 32 г/моль

Общая масса уксусной кислоты = 24 + 4 + 32 = 60 г/моль.

Теперь найдем массу уксусной кислоты, необходимую для этерификации:

Масса уксусной кислоты = количество моль * молекулярная масса = 6,17 моль * 60 г/моль ≈ 370 г.

Шаг 4: Расчет объема раствора уксусной кислоты

Теперь мы знаем, что нам нужно 370 г уксусной кислоты. Учитывая, что у нас есть раствор с массовой долей 80%, найдем массу самого раствора:

Масса раствора = масса уксусной кислоты / массовая доля = 370 г / 0,8 = 462,5 г.

Шаг 5: Перевод массы раствора в объем

Используем плотность раствора для нахождения объема:

Объем = масса / плотность = 462,5 г / (1,06 г/см³) ≈ 436,8 см³.

Ответ: Для полной этерификации 1 кг целлюлозы потребуется примерно 436,8 см³ раствора уксусной кислоты с массовой долей 80% и плотностью 1,06 г/см³.