Reactie de esterificare

[nemo]

Se tratează 200 ml alcool metilic ( ρ = 1g /ml) cu concentraţia 6,4% cu 200 ml acid propanoic (ρ = 1g /ml) cu concentraţia 29,6%. Constanta de echilibru a reacţiei de esterificare fiind 5 , sunt corecte afirmaţiile:
A. Conversia în ester a acidului este 43,3%;
B. Cantitatea de ester rezultată este de 30,5 g;
C. Conversia în ester a alcoolului este 86,7%.

Se calculeaza concentratiile molare ale celor doua solutii

ms=ρ∙V=200∙1=200 g solutie de alcool metilic
md= ms∙c/100=200∙6,4/100=12,8 g metanol
numarul de moli de metanol=12,8/32=0,4 moli metanol
Concentratia molara
200 ml solutie..........0,4 moli
1000 ml solutie............x
x=2 moli/litru

ms=ρ∙V=200∙1=200 g solutie de acid propanoic
md= ms∙c/100=200∙29,6/100=59,2 g acid propanoic
numarul de moli de acid propanoic=59,2/74=0,8 moli acid propanoic
Concentratia molara
200 ml solutie..........0,8 moli
1000 ml solutie............x
x=4 moli/litru

Ecuatia reactiei chimice
CH3-CH2-COOH + CH3-OH → CH3-CH2-COO-CH3 + H2O
Initial         0,8      0,4         0      0
Consumat      x      x         0      0
Echilibru              0,8-x      0,4-x         x      x

K=[CH3-CH2-COO-CH3][H2O]/[CH3-CH2-COOH][CH3-OH]
5=x∙x/(0,4-x)(0,8-x)
5[(0,4-x)(0,8-x)]=x2
x2 - 5(0,32-1,2x+x2)=0
x2–1,6+6x-5x2=0
-4x2+6x-1,6=0|:(-2)
2x2-3x+0,8=0
x1=3+(9-6,4)1/2/4=3+1,61/4=1,15
x1=3-(9-6,4)1/2/4=3-1,61/4=0,3475
Din cele doua valori ale lui x doar a doua este buna, deoarece prima este prea mare (initial sunt 0,8 si 0,4 moli si nu se pot transforma 1,15)

a) Conversia pentru acid:
0,8 moli introdusi..............0,3475 moli transformati
100 moli introdusi....................x
x=43,43%

b) Masa de ester:
1 mol de ester = 88 g
0,3475 moli ester=0,3475∙88=30,58g

c) Conversia pentru alcool:
0,4 moli introdusi..............0,3475 moli transformati
100 moli introdusi....................x
x=86,87%