При каталитическом окислении ацетальдегида кислородом получили уксусную кислоту, выход которой составил 75%. Эта кислота прореагировала с избытком карбоната натрия. Выделился газ, образовавший с гидроксидом натрия кислую соль массой 5,04 г. Определите объем кислорода (при нормальных условиях), вступившего в реакцию с альдегидом.

Сначала разберёмся по шагам, откуда вообще взять количество уксусной кислоты, а потом — кислорода.

1. Газ → кислая соль → количество CO₂

Газ, выделившийся при взаимодействии уксусной кислоты с карбонатом натрия, пропустили через раствор NaOH и получили кислую соль — гидрокарбонат натрия NaHCO₃ массой 5,04 г.

Реакция поглощения CO₂ раствором щёлочи:

Из реакции видно:
1 моль CO₂ даёт 1 моль NaHCO₃.

Молярная масса NaHCO₃:

Количество вещества NaHCO₃:

Следовательно,

2. Количество уксусной кислоты

CO₂ получен при реакции уксусной кислоты с карбонатом натрия:

Из уравнения:
2 моль CH₃COOH → 1 моль CO₂

Значит:

Это и есть количество уксусной кислоты, фактически образовавшейся при окислении ацетальдегида.

Обратите внимание: фраза «выход кислоты составил 75%» здесь по сути служит лишними данными — количество реально полученной кислоты мы уже нашли по количеству CO₂. Для нахождения объёма O₂ оно не потребуется: кислород расходуется на ту часть ацетальдегида, которая перешла в уксусную кислоту, а это как раз те самые 0,12 моль кислоты.

3. Связь между уксусной кислотой и кислородом

Каталитическое окисление ацетальдегида до уксусной кислоты:

Из уравнения реакции:
2 моль CH₃COOH образуются при расходовании 1 моль O₂.

Значит:

4. Объём кислорода при нормальных условиях

При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л.

Округляя:

Ответ: объём кислорода, вступившего в реакцию с ацетальдегидом, равен примерно 1,34 л (при н.у.).