Question

Какой объем хлора (при 17о С и 104кПа) и какой объем 40%-ного раствора KBr (ρ = 1,37 кг/л) для получения 1 кг брома?

Answer 1

Ответ:

V(Cl2)=140 л

V(KBr)=2714,4 г

Объяснение:

Реакция 2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl

Находим количество брома: n(Br2) = m/M = 1000 г/160 г/моль = 6,25 моль. Такое же количество хлора вступило в реакцию. Его объём: V(Cl2) = n*Vм = 6,25 моль*22,4 л/моль = 140 л

Бромида калия было в исходном растворе вдвое больше, т. е. 12,5 моль.

Масса бромида калия: m(KBr) = n*M = 12,5 моль*119 г/моль = 1487,5 г.

Масса 40%-го раствора бромида: m(р-ра) = m(KBr)/w = 1487,5 г/0,4 = 3718,8 г

Объём раствора бромида калия: V(р-ра) = m(р-ра) *p = 3718,8 г/1,37 г/мл = 2714,4 г

Answer 2

Давайте рассчитаем объем хлора и объем 40%-ного раствора KBr, необходимых для получения 1 кг брома.

Сначала нам нужно определить количество брома в хлоре и растворе KBr.

Молярная масса брома (Br₂) составляет около 159,8 г/моль.

1. Объем хлора: Молярная масса хлора (Cl₂) равна около 70,9 г/моль.

Можем использовать уравнение Гей-Люссака для газовых реакций, чтобы определить соотношение между объемами газов:

V₁/V₂ = n₁/n₂

где V₁ и V₂ - объемы газов, а n₁ и n₂ - количество молей газов.

Из уравнения баланса реакции можно определить соотношение между молями хлора и брома:

Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂

Из уравнения видно, что для образования 1 моля брома требуется 1 моль хлора.

Поскольку мы хотим получить 1 кг брома, это соответствует приблизительно 6,26 молям брома (1000 г / 159,8 г/моль).

Таким образом, для образования 6,26 моля брома нам понадобится 6,26 моля хлора и соответствующий объем хлора.

Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы определить объем хлора:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

У нас есть следующие данные: P = 104 кПа = 104 000 Па T = 17 °C = 17 + 273,15 = 290,15 K n = 6,26 моль R = 8,314 м³∙Па/(моль∙K)

Подставляем значения в уравнение:

V = (nRT) / P V = (6,26 моль * 8,314 м³∙Па/(моль∙K) * 290,15 K) / (104 000 Па)

После выполнения расчетов получим объем хлора.

2. Объем 40%-ного раствора KBr: Для расчета объема раствора KBr мы должны знать массу KBr и плотность раствора.

Масса KBr = плотность * объем.

Масса KBr, необходимая для образования 1 кг брома, составляет 1 кг.

Теперь можем рассчитать объем раствора KBr:

Масса = плотность * объем 1 кг = 1,37 кг/л * объем

Отсюда:

объем = 1 кг / 1,37 кг/л

После выполнения расчетов получим объем 40%-ного раствора KBr.

Обратите внимание, что все эти расчеты основаны на предположении, что реакция происходит без потерь и с высокой степенью чистоты веществ.