Какой объем водорода (н. у.) потребуется для катали- тического гидрирования 40 г смеси гексена и пенте- на? массовая доля гексена в смеси составляет 42%.
Для решения данной задачи, мы будем использовать следующие шаги:
1. Найдем мольную массу гексена (C6H12):
По таблице мольных масс элементов, мольная масса углерода (C) равна 12 г/моль, а мольная масса водорода (H) равна 1 г/моль.
Мольная масса гексена будет: 6 * 12 г/моль + 12 * 1 г/моль = 72 г/моль.
2. Рассчитаем количество вещества гексена:
Для этого разделим массу гексена (40 г) на мольную массу гексена:
Количество вещества гексена = 40 г / 72 г/моль = 0.5556 моль гексена.
3. Рассчитаем количество вещества пентена:
Так как мы знаем массовую долю гексена (42%), то массовая доля пентена составляет 100% - 42% = 58%.
Поскольку в смеси гексена и пентена их массовая доля должна равняться 100%, то массовая доля пентена составляет 58%.
Последним шагом будет найти массу пентена:
Масса пентена = 40 г * (58% / 100%) = 23.2 г пентена.
4. Теперь найдем мольную массу пентена (C5H10):
Аналогично, мы можем использовать таблицу мольных масс для нахождения мольной массы пентена.
Мольная масса пентена будет: 5 * 12 г/моль + 10 * 1 г/моль = 70 г/моль.
5. Рассчитаем количество вещества пентена:
Для этого разделим массу пентена (23.2 г) на мольную массу пентена:
Количество вещества пентена = 23.2 г / 70 г/моль = 0.3314 моль пентена.
6. Теперь мы можем определить общее количество моль вещества в смеси:
Общее количество моль вещества = количество моль гексена + количество моль пентена
Общее количество моль вещества = 0.5556 моль гексена + 0.3314 моль пентена = 0.887 моль.
7. Для проведения каталитического гидрирования, нам необходимо учитывать соотношение между гексеном и водородом для реакции:
C6H12 + H2 → C6H14
Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу гексена требуется две молекулы водорода.
8. Теперь мы можем рассчитать количество молекул водорода (H2), необходимых для проведения реакции:
Количество молекул водорода = количество молекул гексена * 2
Количество молекул водорода = 0.887 моль * (6.02 * 10^23 молекул/моль) * 2 = 1.07 * 10^24 молекул водорода.
9. Наконец, мы можем найти объем водорода (нормальных условиях), необходимый для реакции:
Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:
V = nRT/P, где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л * атм / (моль * К)), T - температура газа (обычно используют комнатную температуру, около 298 К), P - давление газа (нормальное атмосферное давление, около 1 атм).
Заменим значения и рассчитаем объем водорода:
V = (1.07 * 10^24 молекул водорода) * (0.0821 л * атм / (моль * К)) * 298 К / 1 атм = 2.63 * 10^22 л водорода.
Таким образом, для каталитического гидрирования 40 г смеси гексена и пентена потребуется примерно 2.63 * 10^22 л водорода (нормальных условиях).
1. Найдем мольную массу гексена (C6H12):
По таблице мольных масс элементов, мольная масса углерода (C) равна 12 г/моль, а мольная масса водорода (H) равна 1 г/моль.
Мольная масса гексена будет: 6 * 12 г/моль + 12 * 1 г/моль = 72 г/моль.
2. Рассчитаем количество вещества гексена:
Для этого разделим массу гексена (40 г) на мольную массу гексена:
Количество вещества гексена = 40 г / 72 г/моль = 0.5556 моль гексена.
3. Рассчитаем количество вещества пентена:
Так как мы знаем массовую долю гексена (42%), то массовая доля пентена составляет 100% - 42% = 58%.
Поскольку в смеси гексена и пентена их массовая доля должна равняться 100%, то массовая доля пентена составляет 58%.
Последним шагом будет найти массу пентена:
Масса пентена = 40 г * (58% / 100%) = 23.2 г пентена.
4. Теперь найдем мольную массу пентена (C5H10):
Аналогично, мы можем использовать таблицу мольных масс для нахождения мольной массы пентена.
Мольная масса пентена будет: 5 * 12 г/моль + 10 * 1 г/моль = 70 г/моль.
5. Рассчитаем количество вещества пентена:
Для этого разделим массу пентена (23.2 г) на мольную массу пентена:
Количество вещества пентена = 23.2 г / 70 г/моль = 0.3314 моль пентена.
6. Теперь мы можем определить общее количество моль вещества в смеси:
Общее количество моль вещества = количество моль гексена + количество моль пентена
Общее количество моль вещества = 0.5556 моль гексена + 0.3314 моль пентена = 0.887 моль.
7. Для проведения каталитического гидрирования, нам необходимо учитывать соотношение между гексеном и водородом для реакции:
C6H12 + H2 → C6H14
Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу гексена требуется две молекулы водорода.
8. Теперь мы можем рассчитать количество молекул водорода (H2), необходимых для проведения реакции:
Количество молекул водорода = количество молекул гексена * 2
Количество молекул водорода = 0.887 моль * (6.02 * 10^23 молекул/моль) * 2 = 1.07 * 10^24 молекул водорода.
9. Наконец, мы можем найти объем водорода (нормальных условиях), необходимый для реакции:
Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:
V = nRT/P, где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л * атм / (моль * К)), T - температура газа (обычно используют комнатную температуру, около 298 К), P - давление газа (нормальное атмосферное давление, около 1 атм).
Заменим значения и рассчитаем объем водорода:
V = (1.07 * 10^24 молекул водорода) * (0.0821 л * атм / (моль * К)) * 298 К / 1 атм = 2.63 * 10^22 л водорода.
Таким образом, для каталитического гидрирования 40 г смеси гексена и пентена потребуется примерно 2.63 * 10^22 л водорода (нормальных условиях).