дано:
- объем смеси = 50 дм3
- объемная доля бутадиена-1,3 = 30 %
- объем бутана = 12 дм3
найти:
- выход продукта реакции
решение:
1. Сначала найдем объем бутадиена-1,3 в смеси:
объем бутадиена-1,3 = объем смеси * (объемная доля / 100) = 50 дм3 * (30 / 100) = 15 дм3
2. Теперь найдем объем водорода в смеси:
объем водорода = объем смеси - объем бутадиена-1,3 = 50 дм3 - 15 дм3 = 35 дм3
3. Реакция гидрирования бутадиена-1,3 с водородом может быть представлена следующим уравнением:
C4H6 + H2 → C4H10
4. Определим, сколько моль бутадиена-1,3 и водорода содержится в этих объемах. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 дм3.
n(бутадиен) = объем бутадиена-1,3 / 22,4 дм3/моль = 15 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,669 моль
n(водород) = объем водорода / 22,4 дм3/моль = 35 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 1,563 моль
5. В реакции на 1 моль бутадиена требуется 1 моль водорода. Таким образом, мы имеем 0,669 моль бутадиена и 1,563 моль водорода, следовательно, лимитирующим реагентом будет бутадиен-1,3.
6. Из 0,669 моль бутадиена-1,3 получится 0,669 моль бутана.
7. Для перевода молей бутана в объем используем отношение, что 1 моль газа также занимает 22,4 дм3:
объем бутана = n(бутан) * 22,4 дм3/моль = 0,669 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 15 дм3
8. Мы получили фактический объем бутана равный 12 дм3, теперь найдем выход продукта реакции:
выход = (фактический объем / теоретический объем) * 100% = (12 дм3 / 15 дм3) * 100% ≈ 80%
ответ:
Выход продукта реакции составляет примерно 80%.