Grüße chemweazle,
ZU
Aufgabe: Berechne die theoretisch maximal mögliche Stoffmenge von Penthylethanoat, die aus 5 ml Essigsäure und 5ml Pentan-1-ol gebildet werden könnten.
Annahme : vollständiger Umsatz
Veresterungsreaktion von Essigsäure(Ethansäure) mit 1-Pentanol ("Amylalkohol") zum Essigsäure-1-Pentylester(Bananenduft)
Anmerkung:
Wenn in einer Aufgabe nur die Volumina der flüssigen Ausgangsstoffe(Edukte) angegeben sind, müssen dazu auch die jeweiligen Dichten und für die physikalische Korrektheit die Temperatur, für die Dichtewerte gelten, angegeben sein.
Denn das Volumen und die damit verbundene Dichte einer Flüssigkeit sind immer abhängig von der Temperatur.
Zur Berechnung der Stoffmengen werden die Dichten, Molmassen der Edukte benötigt.
Nach längerer Suche fand ich im Internet nur Dichte –Angaben für die Essigsäure und 1-Pentanol für
die alte Bezugstemperatur(Normtemperatur) von 20 Grad Celsius, θ = 20 °C = 298,16 K.
Ich fand bisher nur Dichte-Werte für die alte Normtemperatur von 20 Grad Celsius.
Die neue Normtemperatur jedoch beträgt 25 Grad Celsius.
Das Problem grundsätzlich ist grundsätzlich fast immer, daß in vielen, bzw. fast allen, Dichte-Tabellenwerken, Werte für die alte Normtemperatur von 20 Grad Celsius auffindbar sind.
Die betrachteten Volumenwerte von Essigsäure, Volumen an Ethansäure im Betrag von 5 ml, abgekürzt mit V(HOAc) = 5 ml, und das Volumen von des Alkohols, V(1-Pentanol) = 5 ml, müssen hier für Berechnung der eingesetzten Massen und Stoffmengen bei der alten Normtemperatur bei 20 Grad Celsius betrachtet werden.
Reaktionsgleichung
CH3-(C=O)-OH + HO-C5H11 → CH3-(C=O)-O-C5H11 + H2O
Der Essigsäure-1-Pentylester, Essigsäure-Amylester riecht nach reifen Bananen und kommt im Bananenaroma vor.
Edukte, eigesetzte, betrachtete, Volumina, Massen und Stoffmengen
Essigsäure(Ethansäure), ρ (θ = 20 °C) = 1,05 g / ml, M(C2H4O2) = 60,05 g / mol
Volumen, V(HOAc):
V(HOAc) = 5 ml
Masse, m(HOAc):
m(HOAc) = V(HOAc) * ρ(HOAc) = 5 ml * ( 1,05 g / ml ) = 5,25 g
Stoffmenge, n(HOAc):
n(HOAc) = m(HOAc) ⁄ M(HOAc) = 5,25 g * mol ⁄60,05 g ≈ 0,0874 mol
1-Pentanol ("Amylalkohol"), ρ (θ = 20 °C) = 0,815 g / ml, M(C5H12O) = 88,15 g / mol
Volumen, V(1-Pentanol):
V(1-Pentanol) = 5 ml
Masse, m(1-Pentanol):
m(1-Pentanol) = V(1-Pentanol) * ρ(1-Pentanol) = 5 ml * ( 0,815 g / ml ) = 4,075 g
Stoffmenge, n(1-Pentanol):
n(1-Pentanol) = m(1-Pentanol) ⁄ M(1-Pentanol) = 4,075 g * mol ⁄88,15 g ≈ 0,0462 mol
Produkt, Essigsäure-1-Pentylester Ethansäure-1-Pentylester, Bestandteil des Bananenaromas, Essigsäure-Amylester
CH3-(C=O)-O-C5H11
Summenformel: C7H14O2 , Molmasse, M(C7H14O2) = (12,011*7+1,0079*14+15,9994*2) g / mol = 130,19 g / mol
Es steht mit dem Volumen von 5 ml an 1-Pentanol bei 20 Grad Celsius nur eine Masse von 4,075 g und eine entsprechende Stoffmenge von ca. 0,0462 mol an Alkohol für die Veresterung gegenüber der überschüssig eingesetzten Essigsäure mit der Stoffmenge von 0,0874 mol zu Verfügung.
Maximale Stoffmenge und Masse an Produkt, n(Ester) und m(Ester) :
n(Ester) = 0,0462 mol
m(Ester) = n(Ester) * M(Ester) = 0,0462 mol * 130,19 ( g / mol ) ≈ 6,015 g
Also es können nur höchstens, bei Annahme einer vollständigen Umsetzung(mit 100 %iger Ausbeute), 0,0462 mol , entsprechend einer Masse von 6,015 g an Ester(Essigsäure-1-Pentylester), Molmasse = 130,19 g / mol, enstehen.
