Question

Уксусную кислоту получают окислением бутана кислородом воздуха в присутствии катализатора. Рассчитайте массу раствора кислоты (массовая доля СН3СООН 80%), который можно получить из бутана объёмом 67,2 л (н.у.). Массовая доля выхода кислоты равна 75 %.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Уксусную кислоту получают окислением бутана кислородом воздуха в присутствии катализатора. Рассчитайте массу раствора кислоты (массовая доля СН3СООН 80%), который можно получить из бутана объёмом 67,2 л (н.у.). Массовая доля выхода кислоты равна 75 %.

          67,2 л                              t, p  Co

2CH3CH2CH2CH3 + 5O2 ----------------> 4CH3COOH + 2H2O

67,2 л бутана   соответствует  3 моль.   При  75%  выходе  это  составит 2,25  моль  уксусной  кислоты.  

2,25  моль  уксусной  кислоты   имеют массу   135 г  СН3СООН  или  168,8  г    80% раствора  уксусной кислоты.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы сначала должны найти количество кислоты, которое можно получить из бутана, а затем рассчитать массу раствора кислоты.

1. Найдем количество кислоты, которое можно получить из бутана.

Молярная масса бутана (C₄H₁₀) = 4 * 12.01 g/mol + 10 * 1.01 g/mol = 58.12 g/mol

Молярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH) = 12.01 g/mol + 3 * 1.01 g/mol + 16.00 g/mol = 60.05 g/mol

Молярное соотношение бутана к уксусной кислоте: 1 моль C₄H₁₀ : 2 моль CH₃COOH

Мольное количество бутана = (объем газа при н.у.) / (молярный объем газа при н.у.) = 67.2 L / 22.4 L/mol ≈ 3 моль

Мольное количество уксусной кислоты = 2 * (мольное количество бутана) = 2 * 3 моль = 6 моль

2. Рассчитаем массу раствора кислоты.

Масса уксусной кислоты = (мольное количество уксусной кислоты) * (молярная масса уксусной кислоты) = 6 моль * 60.05 g/mol = 360.3 г

Массовая доля уксусной кислоты в растворе = 80% = 0.8

Масса раствора кислоты = (масса уксусной кислоты) / (массовая доля уксусной кислоты) = 360.3 г / 0.8 = 450.375 г

Таким образом, масса раствора кислоты, содержащего 80% уксусной кислоты, которую можно получить из 67,2 л (н.у.) бутана, равна приблизительно 450.375 г.