W estryfikacji (reakcja kwasu karboksylowego z alkoholem) w typowym ujęciu stechiometrycznym 1 mol kwasu reaguje, dając 1 mol estru (stosunek molowy 1:1 między kwasem a estrem). W zadaniu podano masę kwasu benzoesowego i masy molowe obu związków, więc można policzyć maksymalną (teoretyczną) masę estru, a następnie skorygować ją o wydajność procesu.
Krok 1. Liczba moli kwasu benzoesowego
n = m / M = 150 g / 122,12 g/mol ≈ 1,228 mol.
Krok 2. Liczba moli produktu (benzoesanu metylu)
Ze stosunku 1:1: n(estru) = n(kwasu) ≈ 1,228 mol.
Krok 3. Teoretyczna masa estru
mteor = n · M = 1,228 mol · 136,2 g/mol ≈ 167,3 g.
To jest wynik dla wydajności 100%.
Krok 4. Uwzględnienie wydajności 92%
Wydajność 92% oznacza, że otrzymano 0,92 wartości teoretycznej:
m = 0,92 · 167,3 g ≈ 153,9 g.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 167,3 g – to masa teoretyczna przy 100% wydajności; pomija uwzględnienie 92%.
- 154,3 g – to wynik z błędu rachunkowego/zaokrągleń (np. zbyt wczesne zaokrąglenie liczby moli lub nieprecyzyjne użycie mas molowych).
- 181,8 g – przekracza uzysk teoretyczny, co jest nielogiczne przy wydajności poniżej 100%; zwykle wynika z pomylenia działań (np. podzielenia przez 0,92 zamiast pomnożenia).
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze licz najpierw uzysk teoretyczny (100%), a dopiero potem stosuj współczynnik wydajności w postaci ułamka (92% = 0,92). To ogranicza ryzyko pomyłki.
