Răspuns:
Avem o reacție chimică de obținere a unui ester. Esterii sunt derivați funcționali ai acizilor carboxilici, fiindcă se obțin teoretic prin substituția atomului de hidrogen al unei gupe carboxil (-COOH) cu un radical organic. De aceea, esterii se citesc ca săruri ale acizilor carboxilici din care provin.
In cazul problemei avem reactia dintre acidul benzoic (C₆H₅-COOH) cu alcoolul propilic (CH₃-CH₂-CH₂OH), reacție numită esterificare, fiindcă se formează esterul benzoat de propil: C₆H₅-COO-CH₂-CH₂-CH₃ . Reacția de esterificare este reversibilă și este catalizată de H₂SO₄ concentrat.
C₆H₅-C - OH + HO-CH₂-CH₂-CH₃(H⁺conc)↔C₆H₅-C - O-C₃H₇ + H₂O
II II
O O
Calcule pentru cerințele din enunț
a) Masa soluție de C₃H₇-OH 60% folosită în esterifcare=? g
C% C₃H₇OH = md C₃H₇OH .100 / ms
unde:
C% =concentrația procentuală de alcool propilic în soluție=60%
md C₃H₇OH= masa dizolvată de alcool propilic și care va reacționa stoechiometric cu masa de C₆H₅COOH din 400 g acid benzoic cu puritatea de 61% (este 61% C₆H₅COOH pur)=?, g
ms=masa soluției de alcool propilic=?, g...cerința
- calculăm masa de C₆H₅COOH pur din 400 g acid benzoic cu puritatea 61%:
dacă în 100 % acid benzoic impur...............sunt 61% C₆H₅COOH pur
atunci în 400 g acid benzoic impur...........sunt x,g, C₆H₅COOH pur
x, g, C₆H₅COOH =400g.61%/100%=244 g
- calculăm masa de C₃H₇OH, care va reacționa stoechiometric cu 244 g de C₆H₅COOH:
Mase atomice, A: H=1, C=12, O=16 / g/mol atom
Mase moleculare:
M C₆H₅COOH = 7.AC+6AH+2.AO=7.12+6.1+2.16=122 g/mol
M C₃H₇OH= 3.A C + 8.AH+AO=3.12+8.1+16=60 g/mol
244g C₆H₅COOH.....y, g, C₃H₇OH
C₆H₅COOH + C₃H₇OH (H₂SO₄ conc)↔C₆H₅COOC₃H₇ + H₂O
122 g/mol..............60 g/mol
y, g, C₃H₇OH= 244g.60/122=120 g
x=md C₃H₇OH în soluția de alcool propilic 60%
- calculăm masa soluției de alcool propilic 60%, care conține 120 g de C₃H₇OH
ms= C% . md /100= 100% .120g /60%=200 g soluție
R: 200 g soluție de alcool propilic 60%
b) masa de ester obținută cu randament de 80%=?
Randamentul se calculează cu expresia matematică:
η ester = mp ester .100 / mt ester
unde:
η=randament=80%, este o cifra exprimata în procente, care indică cantitatea reală procentuală de ester obținută în reacție, în condiții reale de fabricare.
mp=masa practic de ester obținută cu randament de 80%=?, g
mt=masa teoretică de ester, care se obține stoechiometric din244 g acid benzoic pur, conform reacției chimice de esterificare, cu randament de 100%. =?, g În acest caz, nu există pierderi.
- calculăm mt de ester C₆H₅COOC₃H₇ obținută stoechiometric din 120 g C₆H₅COOH, cu reacția chimică de esterificare:
M C₆H₅COOC₃H₇=10.AC+12.AH +2. AO=10.12+12.1+2.16=164 g/mol
244 g C₆H₅COOH...................mt (g) C₆H₅COOC₃H₇
C₆H₅COOH →→→ C₆H₅COOC₃H₇
122 g/mol .........................164 g/mol
mt ester= 244g .164 / 122=328 g
- calculăm masa practic obținută de ester cu randament de 80%:
mp ester = η.mt /100= 80% . 328 g/ 100%=262,4 g
R: 262,4 g de ester practic obținut
Explicație:
