Уксусный ангидрид (CH3CO) 2O легко взаимодействует с водой, образуя уксусную кислоту: (CH3CO) 2O + H2O = 2CH3COOH. Какой объём (см3) водоного раствора уксусной кислоты с массовой долей СH3COOH 38% (p = 1.05 г/см3) следует добавить к 100 г раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте с массовой долей (CH3CO) 2O 35%, чтобы получить 85-процентный водный раствор уксусной кислоты? ОТВЕТ: 43

Найдем массу уксусной кислоты и уксусного ангидрида в 100 г раствора: m ((CH3CO) 2O) = m (р-ра) * w,

где m (р-ра) - масса раствора, w - содержание уксусного ангидрида в растворе.

Отсюда m ((СH3CO) 2O) = 100 * 0,35 = 35 г.

Тогда масса уксусной кислоты в этом растворе m (CH3COOH) р. анг = m (р-ра) - m ((CH3CO) 2O) = 100 - 35 = 65 г.

При добавлении к раствору уксусного ангидрида в уксусной кислоте водного раствора уксусной кислоты пройдет реакция уксусного ангидрида с водой, приведенная в условии задачи. Из этого уравнения видно, что из 1 моль уксусного ангидрида образуется 2 моль уксусной кислоты.

Чтобы узнать содержание уксусной кислоты в конечном растворе нужно воспользоваться формулой: w (укс) = (m (укс) + m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов) / (m (водн. р-ра) + m (р-ра анг.)

Где m (водн. р-ра) и m (р-ра анг.) - массы водного раствора уксусноу кислоты и раствора ангидрида в уксусной кислоте, m (CH3COOH нов) - масса уксусной кислоты, образовавшейся из ангидрида, m (укс) - масса уксусной кислоты в водном растворе, m (укс) = m (водн. р-ра) * w (водн. р-ра)

Преобразуем формулу: w (укс) = (m (водн. р-ра) * w (водн. р-ра) + m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов)) / (m (водн. р-ра) + m (р-ра анг.). Тогда w (укс) * (m (водн. р-ра) + m (р-ра анг.)) = m (водн. р-ра) * w (водн. р-ра) + m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов)

w (укс) * m (водн. р-ра) + w (укс) * m (р-ра анг.) = m (водн. р-ра) * w (водн. р-ра) + m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов)

w (укс) * m (водн. р-ра) - m (водн. р-ра) * w (водн. р-ра) = m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов) - w (укс) * m (р-ра анг.)

m (водн. р-ра) * (w (укс) - w (водн. р-ра)) = m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов) - w (укс) * m (р-ра анг.)

m (водн. р-ра) = (m (СH3COOH) р. анг + m (CH3COOH нов) - w (укс) * m (р-ра анг.)) / (w (укс) - w (водн. р-ра))

С учетом того, что имевшийся уксусный ангидрид прореагировал с водой полностью получим количество вещества уксусного ангидрида n ((CH3CO) 2O) = m ((CH3CO) 2O) / M ((CH3CO) 2O) = 35/102 = 0,343 моль, где М ((CH3CO) 2O) = 102 г/моль - молярная масса уксусного ангидрида.

Отсюда найдем m (CH3COOH нов) = 2*n ((CH3CO) 2O) * M (CH3COOH) = 41,18 г.

M (CH3COOH) = 60 г/моль - молярная масса уксусной кислоты.

m (водн. р-ра) = (65 + 41,18 - 0,85*100) / (0,85 - 0,38) = 45,06 г

Найдем объем V (водн. р-ра) = m (водн. р-ра) / p = 45,06/1,05 = 43 см3