Сначала определим, сколько нужно ацетальдегида для приготовления 10% раствора из 50 мл воды. Принимаем массу 50 мл воды равной 50 г. Пусть х г - искомая масса ацетальдегида. Тогда его массовая доля х/(50+х). Она равна по условию 10% или 0,1: х/(50+х) = 0,1 х = 0,1*(50+х) х = 5 + 0,1х 0,9х = 5 х = 5/0,9 = 5,56 г
M(C₂H₂) = 26 г/моль M(CH₃-CHO) = 44 г/моль
Уравнение реакции Кучерова: C₂H₂ + H₂O = CH₃-CHO 22,4 л 44 г у л 5,56 г
Объем этина (ацетилена), необходимый для получения 5,56 г ацетальдегида при 100% выходе: у = 22,4 л * 5,56 г / 44 г = 2,83 л При 50% выходе нужно взять в два раза больше этина: V(C₂H₂) = 2*2.83 = 5.66 л.
Этот объем соответствует нормальным условиям: давление 1 атмосфера (101,3 кПа), температура 0 С (273 К) Для перехода к условиям задачи (20 С, 101,3 кПа) используем уравнение Менделеева-Клапейрона: p₁V₁/T₁ = p₀V₀/T₀, где p₀, V₀, T₀ и p₁, V₁, T₁ - давление, объем и температура газа при начальных (нормальных) условиях и при конечных (произвольных) условиях. В нашем случае давление постоянно, поэтому уравнение можно записать в таком виде: V₁ / T₁ = V₀ / T₀ Отсюда V₁ = T₁*V₀ / T₀ T₁ = 20 C = 20+273 = 293 К V₀ = 5.66 л T₀ = 273 К
V₁ = 293 К * 5,66 л / 273 К = 6,07 л≈ 6,1 л. ответ: 6,1 л этина
Пусть х г - искомая масса ацетальдегида.
Тогда его массовая доля х/(50+х). Она равна по условию 10% или 0,1:
х/(50+х) = 0,1
х = 0,1*(50+х)
х = 5 + 0,1х
0,9х = 5
х = 5/0,9 = 5,56 г
M(C₂H₂) = 26 г/моль
M(CH₃-CHO) = 44 г/моль
Уравнение реакции Кучерова:
C₂H₂ + H₂O = CH₃-CHO
22,4 л 44 г
у л 5,56 г
Объем этина (ацетилена), необходимый для получения 5,56 г ацетальдегида при 100% выходе:
у = 22,4 л * 5,56 г / 44 г = 2,83 л
При 50% выходе нужно взять в два раза больше этина:
V(C₂H₂) = 2*2.83 = 5.66 л.
Этот объем соответствует нормальным условиям: давление 1 атмосфера (101,3 кПа), температура 0 С (273 К)
Для перехода к условиям задачи (20 С, 101,3 кПа) используем уравнение Менделеева-Клапейрона:
p₁V₁/T₁ = p₀V₀/T₀, где p₀, V₀, T₀ и p₁, V₁, T₁ - давление, объем и температура газа при начальных (нормальных) условиях и при конечных (произвольных) условиях.
В нашем случае давление постоянно, поэтому уравнение можно записать в таком виде:
V₁ / T₁ = V₀ / T₀
Отсюда
V₁ = T₁*V₀ / T₀
T₁ = 20 C = 20+273 = 293 К
V₀ = 5.66 л
T₀ = 273 К
V₁ = 293 К * 5,66 л / 273 К = 6,07 л≈ 6,1 л.
ответ: 6,1 л этина