Дано:
- Масса полученного этанола = 2000 кг
- Выход реакции = 85%
- Молекулярная масса этанола (C2H5OH) = 46 г/моль
- Молекулярная масса этилена (C2H4) = 28 г/моль
- Плотность этилена при нормальных условиях = 1,178 г/дм³ (для расчета объема)
Найти:
- Объем этилена, затраченный на проведение реакции.
Решение:
1. Определим теоретическую массу этанола, которая могла быть получена при 100% выходе реакции.
Поскольку выход реакции составил 85%, это означает, что 2000 кг этанола составляют 85% от теоретического максимума. Найдем теоретическую массу этанола:
Теоретическая масса этанола = масса полученного этанола / выход
Теоретическая масса этанола = 2000 кг / 0,85
Теоретическая масса этанола ≈ 2352,94 кг
2. Переведем теоретическую массу этанола в граммы:
Теоретическая масса этанола ≈ 2352,94 кг * 1000 г/кг
Теоретическая масса этанола ≈ 2 352 940 г
3. Найдем количество молей этанола в теоретическом максимуме:
Количество молей этанола = теоретическая масса этанола / молекулярная масса этанола
Количество молей этанола = 2 352 940 г / 46 г/моль
Количество молей этанола ≈ 51 186,52 моль
4. Определим количество молей этилена, необходимое для получения этанола. Реакция гидратации этилена на этанол проходит по уравнению:
C2H4 + H2O → C2H5OH
По уравнению реакции видно, что 1 моль этилена дает 1 моль этанола. Следовательно, количество молей этилена будет равно количеству молей этанола:
Количество молей этилена ≈ 51 186,52 моль
5. Рассчитаем массу этилена, затраченного на реакцию:
Масса этилена = количество молей этилена * молекулярная масса этилена
Масса этилена ≈ 51 186,52 моль * 28 г/моль
Масса этилена ≈ 1 433 218,56 г
6. Переведем массу этилена в килограммы:
Масса этилена ≈ 1 433 218,56 г / 1000 г/кг
Масса этилена ≈ 1433,22 кг
7. Найдем объем этилена при нормальных условиях. Плотность этилена при нормальных условиях = 1,178 г/дм³:
Объем этилена = масса этилена / плотность этилена
Объем этилена ≈ 1 433 218,56 г / 1,178 г/дм³
Объем этилена ≈ 1 217 646,1 дм³
Ответ:
Объем этилена, затраченный на проведение реакции, составляет примерно 1 217 646,1 дм³ (или 1217,6 м³).