При гидрировании 20 л (н. у.) бутадиена образовалось 14 л (н. у.) бутана. Рассчитайте выход продукта реакции гидрирования. Какой объем водорода вступил в реакцию?
Для решения данной задачи, необходимо использовать соотношение между объемами газов из уравнения реакции гидрирования бутадиена:
C4H6 + H2 -> C4H10
Из данного уравнения следует, что на одну молекулу бутадиена требуется одна молекула водорода. Таким образом, расход водорода должен быть таким же, как и расход бутадиена.
Из условия задачи, известно, что объем бутадиена составляет 20 л (н.у.). Поэтому, расход бутадиена равен 20 л.
По условию задачи, образовалось 14 л бутана. Это значит, что объем продукта реакции составляет 14 л (н.у.).
Теперь, чтобы рассчитать выход продукта реакции гидрирования необходимо определить соотношение между объемами и количеством веществ.
Здесь V(C4H6) - объем бутадиена в литрах, Vm(C4H6) - молярный объем бутадиена (22.414 л/моль - при нормальных условиях).
Так как по уравнению реакции требуется одна молекула бутадиена на одну молекулу водорода, количество веществ водорода будет таким же, как и в бутадиене, то есть 0.892 моль.
Теперь определим объем водорода, который вступил в реакцию:
C4H6 + H2 -> C4H10
Из данного уравнения следует, что на одну молекулу бутадиена требуется одна молекула водорода. Таким образом, расход водорода должен быть таким же, как и расход бутадиена.
Из условия задачи, известно, что объем бутадиена составляет 20 л (н.у.). Поэтому, расход бутадиена равен 20 л.
По условию задачи, образовалось 14 л бутана. Это значит, что объем продукта реакции составляет 14 л (н.у.).
Теперь, чтобы рассчитать выход продукта реакции гидрирования необходимо определить соотношение между объемами и количеством веществ.
Сначала определим количество веществ в бутадиене:
n(C4H6) = V(C4H6)/Vm(C4H6) = 20/22.414 = 0.892 моль
Здесь V(C4H6) - объем бутадиена в литрах, Vm(C4H6) - молярный объем бутадиена (22.414 л/моль - при нормальных условиях).
Так как по уравнению реакции требуется одна молекула бутадиена на одну молекулу водорода, количество веществ водорода будет таким же, как и в бутадиене, то есть 0.892 моль.
Теперь определим объем водорода, который вступил в реакцию:
V(H2) = n(H2) * Vm(H2) = 0.892 моль * 22.414 л/моль = 19.99 л.
Таким образом, объем водорода, который вступил в реакцию равен примерно 19.99 л (н.у.).
Выход продукта реакции гидрирования можно рассчитать по формуле:
Выход(%) = (V(продукта) / V(реагента)) * 100%
В данном случае:
Выход(%) = (14 л / 20 л) * 100% = 70%.
Таким образом, выход продукта реакции гидрирования составляет 70%.