• m(CaCO₃) = 20 г
• m(раствора CH₃COOH) = 300 г
• w(CH₃COOH) = 9 % (массовая доля уксусной кислоты в растворе)
НАЙТИ:
• m(Ca(CH₃COO)₂) – массу соли (ацетата кальция), образующейся в результате реакции.
РЕШЕНИЕ:
1. Найдём массу уксусной кислоты в растворе:
m(CH₃COOH) = w(CH₃COOH) × m(раствора) = 0,09 × 300 г = 27 г.
2. Вычислим количество молей карбоната кальция:
M(CaCO₃) ≈ 100 г/моль.
n(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 20 г / 100 г/моль = 0,20 моль.
3. Вычислим количество молей уксусной кислоты:
M(CH₃COOH) ≈ 60 г/моль.
n(CH₃COOH) = m(CH₃COOH) / M(CH₃COOH) = 27 г / 60 г/моль = 0,45 моль.
4. Запишем уравнение реакции:
CaCO₃ + 2CH₃COOH → Ca(CH₃COO)₂ + CO₂ + H₂O
По уравнению на 1 моль CaCO₃ требуется 2 моль CH₃COOH.
Для 0,20 моль CaCO₃ нужно 0,40 моль CH₃COOH.
Имеется 0,45 моль CH₃COOH, то есть уксусной кислоты достаточно; значит, лимитирующим реагентом является CaCO₃.
5. Следовательно, полностью прореагирует 0,20 моль CaCO₃, образуя 0,20 моль соли Ca(CH₃COO)₂ (по коэффициентам реакции).
6. Определим молярную массу ацетата кальция Ca(CH₃COO)₂:
• M(CH₃COO) = 59 г/моль (приблизительно),
• M(Ca) = 40 г/моль,
• значит, M(Ca(CH₃COO)₂) ≈ 40 + 2×59 = 158 г/моль.
7. Рассчитаем массу образующейся соли:
m(Ca(CH₃COO)₂) = n(Ca(CH₃COO)₂) × M(Ca(CH₃COO)₂) = 0,20 моль × 158 г/моль = 31,6 г.
ОТВЕТ:
Масса ацетата кальция, образующегося при взаимодействии, составляет 31,6 г.