Question

Из 4,48 м³ этилена было получено 7,48 кг ацетальдегида. Вычислите массовую долю выхода продукта реакции в % от теоретически возможного. подробное решение

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Из 4,48 м³ этилена было получено 7,48 кг ацетальдегида. Вычислите массовую долю выхода продукта реакции в % от теоретически возможного.

подробное решение

В настоящее  время  ацетальдегид  в своей  массе  получают  прямым  окислением  этилена:

         2 Н2С= СН2  + О2  =   2 СН3-СНО  

В качестве окислителя в процессе Вакера используется хлорид палладия, регенерирующийся окислением хлоридом меди в присутствии кислорода воздуха:  

СН2=СН2  + РdCl2 +  H2O ---->  CH3CHO  +  Pd + 2HCl

Pd + CuCl2 --->  PdCl2  + 2CuCl

4  CuCl  + 4HCl   + O2  = 4CuCl2  +  2H2O

  По сути  дела  та же  реакция  гидратации, что  и по  методу  Кучерова,  гидратации   подвергается  не ацетилен,  а этилен,  что  сразу   делает  этот  метод  выгодным.  Кроме  того  мы  избавляемся от отравляющего  действия   соединений  двухвалентной  ртути.  И, наконец,  практически  полная  регенерация  катализатора   и  почти безотходное   производство.

 В упрощенном   виде  вся  схема  производства   выглядит  так

                                         PdCl2,  CuCl2  

   Н2С = СН2  +  1/2О2  ------------------------->   CH3-CHO  

  этилен                                                        уксусный  альдегид  (выход

                                                                                 90%)

 4,48  м3  этилена   соответствуют    4,48 м3: 22,4 л/моль = 0,2 кмоль (читается  0,2  киломоль)

 Молярная  масса  ацетальдегида  44 г/ моль   и масса 7,48 кг  ацетальдегида  соответствует  0,17  кмоль

Тогда  массовая  доля  выхода  продукта   составит:  0,17: 0,2  = 0,85  или  85%

Answer 2

Давайте рассмотрим реакцию, в результате которой этилен превращается в ацетальдегид:

C2H4 (этилен) + O2 (кислород) → CH3CHO (ацетальдегид)

Сначала давайте найдем молекулярную массу этилена (C2H4) и ацетальдегида (CH3CHO):

Молекулярная масса C2H4: Масса атома углерода (C) = 12.01 г/моль Масса атома водорода (H) = 1.008 г/моль Молекулярная масса C2H4 = 2 * (12.01 г/моль) + 4 * (1.008 г/моль) = 28.05 г/моль

Молекулярная масса CH3CHO: Масса атома углерода (C) = 12.01 г/моль Масса атомов водорода (H) = 3 * 1.008 г/моль = 3.024 г/моль Масса атома кислорода (O) = 15.999 г/моль Молекулярная масса CH3CHO = 12.01 г/моль + 3.024 г/моль + 15.999 г/моль = 44.04 г/моль

Теперь мы можем рассчитать, сколько молей этилена и ацетальдегида было использовано:

Молей этилена = Объем этилена (м³) / Молекулярная масса C2H4 (г/моль) Молей этилена = 4.48 м³ / (28.05 г/моль) = 0.1596 моль

Молей ацетальдегида = Масса ацетальдегида (кг) / Молекулярная масса CH3CHO (г/моль) Молей ацетальдегида = 7.48 кг / (44.04 г/моль) = 0.1696 моль

Теперь мы можем вычислить массовую долю выхода ацетальдегида как отношение фактического количества молей ацетальдегида к теоретически возможному количеству молей ацетальдегида:

Массовая доля выхода (%) = (Моли ацетальдегида / Моли этилена) * 100 Массовая доля выхода (%) = (0.1696 моль / 0.1596 моль) * 100 ≈ 106.27%

Таким образом, массовая доля выхода продукта реакции (ацетальдегида) составляет около 106.27% от теоретически возможного. Это значение больше 100%, что может указывать на какие-либо неточности в измерениях или наличие примесей.