Rozwiązanie 1:

Dane:

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}}=542\mathrm{g}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5}=500\mathrm{g}$

Szukane:

$\mathrm{W}=?$

Rozwiązanie:

   Zapisujemy równanie reakcji chemicznej:

$\underset{542\mathrm{g}}{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}}+\mathrm{C}{}_2\mathrm{H}{}_5\mathrm{OH}\to \underset{500\mathrm{g}}{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$  

Obliczamy masy cząsteczkowe:

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}}=3\cdot 12\mathrm{u}+7\cdot 1\mathrm{u}+12\mathrm{u}+2\cdot 16\mathrm{u}+1\mathrm{u}=88\mathrm{u}$  

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5}=3\cdot 12\mathrm{u}+7\cdot 1\mathrm{u}+12\mathrm{u}+2\cdot 16\mathrm{u}+2\cdot 12\mathrm{u}+5\cdot 1\mathrm{u}=116\mathrm{u}$  

Wyznaczamy masę butanianu etylu, która powinna powstać w reakcji (przy założeniu 100% wydajności) 

$\begin{array}{ccc}88\mathrm{u}\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}& -& 116\mathrm{u}\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5\\ 542\mathrm{g}\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}& -& \mathrm{x}\end{array}$

$\mathrm{x}=\frac{542\mathrm{g}\cdot 116\mathrm{u}}{88\mathrm{u}}$

$\mathrm{x}=714,45\mathrm{g}$

Wyznaczamy wydajność reakcji:

$\mathrm{W}=\frac{{\mathrm{m}}_{\text{otrzymana}}}{{\mathrm{m}}_{\text{teoretyczna}}}\cdot 100\%$

$\mathrm{W}=\frac{500g}{714,45g}\cdot 100\%$

$\mathrm{W}=70\%$

Odpowiedź: Wydajność reakcji wynosi 70%.

---

Rozwiązanie 2:

 Dane:

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}}=542\mathrm{g}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5}=500\mathrm{g}$

Szukane:

$\mathrm{W}=?$

Rozwiązanie:

Najpierw obliczamy masę cząsteczkową kwasu butanowego i butanianu etylu. W tym celu z układu okresowego odczytujemy masę atomową wodoru, węgla i tlenu.

węgla.

${\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}=1\mathrm{u}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}=16\mathrm{u}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}=12\mathrm{u}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}}=3\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}+7\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}+2\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}=3\cdot 12\mathrm{u}+7\cdot 1\mathrm{u}+12\mathrm{u}+2\cdot 16\mathrm{u}+1\mathrm{u}=88\mathrm{u}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5}=3\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}+7\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}+2\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}+2\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}+5\cdot {\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}=3\cdot 12\mathrm{u}+7\cdot 1\mathrm{u}+12\mathrm{u}+2\cdot 16\mathrm{u}+2\cdot 12\mathrm{u}+5\cdot 1\mathrm{u}=116\mathrm{u}$

Zapisujemy równanie reakcji chemicznej. Nad równaniem zapisujemy dane wynikające z treści zadania, a pod równaniem dane wynikające ze stechiometrii równania reakcji.

$\begin{array}{ccccccc}542\mathrm{g}& & & & \text{x }\mathrm{g}& & \\ \mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOH}& +& \mathrm{C}{}_2\mathrm{H}{}_5\mathrm{OH}& \to & \mathrm{C}{}_3\mathrm{H}{}_7\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5& +& \mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\\ 88\mathrm{u}& & & & 116\mathrm{u}& & \end{array}$

Obliczamy ile gramów butanianu etylu powinno teoretycznie powstać z 542 g kwasu butanowego.

Jeśli z 88 u kwasu butanowego powstaje 116 u butanianu etylu,

to z 542 g kwasu butanowego powstaje x g butanianu etylu.

$\begin{array}{ccc}88\mathrm{u}& -& 116\mathrm{u}\\ 542\mathrm{g}& -& \text{x }\end{array}$

$88\mathrm{u}\cdot \text{x}=542\mathrm{g}\cdot 116\mathrm{g}$

$\text{x}=\frac{542\mathrm{g}\cdot 116\mathrm{g}}{88\mathrm{u}}$

$\text{x }=714,45\mathrm{g}$

Obliczamy wydajność reakcji:

Wydajność można obliczyć wzoru:

$\mathrm{W}=\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{r}}}{{\mathrm{m}}_{\mathrm{t}}}\cdot 100\%$

gdzie m_r określa masę rzeczywistą, a m_t  masę teoretyczną, czyli wynikającą z równania reakcji.

Wiemy, że w zadaniu otrzymano 500 g estru. Podstawiamy dane do wzoru.

$\mathrm{W}=\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{r}}}{{\mathrm{m}}_{\mathrm{t}}}\cdot 100\%$

$\mathrm{W}=\frac{500\mathrm{g}}{714,45\mathrm{g}}\cdot 100\%$

$\mathrm{W}=70\%$

Odpowiedź: Wydajność reakcji wynosi 70%.