дано:
- масса изопрена: 32,64 г
- выход реакции: 80 %
найти:
- массу 2-метилбутана, необходимую для получения изопрена
решение:
1. Сначала найдем теоретическую массу изопрена, которая могла бы быть получена при 100% выходе. Для этого используем формулу:
масса полученного продукта = (выход / 100) * теоретическая масса продукта
Отсюда выразим теоретическую массу изопрена:
теоретическая масса изопрена = масса полученного продукта / (выход / 100)
теоретическая масса изопрена = 32,64 г / (80 / 100) = 32,64 г / 0,8 = 40,8 г
2. Теперь запишем уравнение реакции дегидрирования 2-метилбутана (C5H12) в изопрен (C5H8):
C5H12 → C5H8 + H2
3. Найдем молярную массу 2-метилбутана:
C: 12 г/моль * 5 = 60 г/моль
H: 1 г/моль * 12 = 12 г/моль
Общая молярная масса 2-метилбутана = 60 г/моль + 12 г/моль = 72 г/моль
4. По реакции дегидрирования 1 моль 2-метилбутана дает 1 моль изопрена. Значит, нам нужно столько же молей 2-метилбутана, сколько моль изопрена:
n(изопрен) = масса / молярная масса = 40,8 г / 68 г/моль = 0,6 моль (где 68 г/моль - молярная масса изопрена)
5. Теперь найдем массу 2-метилбутана, необходимую для получения 0,6 моль изопрена:
масса 2-метилбутана = n(2-метилбутан) * молярная масса 2-метилбутана = 0,6 моль * 72 г/моль = 43,2 г
6. Учитывая выход реакции, найдем необходимую массу 2-метилбутана:
масса 2-метилбутана = масса необходимого продукта / (выход / 100) = 43,2 г / (80 / 100) = 43,2 г / 0,8 = 54 г
ответ:
Масса 2-метилбутана, необходимая для получения изопрена массой 32,64 г, составит 54 г.