Question

ЗАДАЧИ З ХІМІЇ: 1. Який обем ацетилену можна добути з 200 кг кальцій карбіду, масова частка домішок в якому 5%?2. Скільки потрібно картоплі, що містить 20% крохмалю, для добування 92 кг етанолу,​

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

1.Для виробництва 1 кг ацетилену потрібно 3,5 кг кальцій карбіду. Тому з 200 кг кальцій карбіду можна отримати:

200 кг / 3,5 кг/кг = 57,14 кг ацетилену

Оскільки масова частка домішок у кальцій карбіді становить 5%, то маса чистого кальцій карбіду:

200 кг * (1 - 0,05) = 190 кг

Таким чином, об'єм ацетилену, який можна отримати з 190 кг чистого кальцій карбіду, буде більш-менш дорівнювати 190 кг / 2,3 кг/м³ = 82,6 м³

2.Одна молекула етанолу складається з двох молекул глюкози, тому для виробництва 92 кг етанолу потрібно:

92 кг / 0,7893 кг/л / 1,92 л/кг / 0,2 = 240 л крохмалю

де 0,7893 кг/л - густина етанолу при 20°C;

1,92 л/кг - кількість літрів етанолу, що можна отримати з 1 кг крохмалю;

0,2 - масова частка крохмалю у картоплі (20%).

Отже, для виробництва 92 кг етанолу з 20% крохмалю потрібно 240 л картоплі.

Answer 2

1. Який об'єм ацетилену можна добути з 200 кг кальцій карбіду, масова частка домішок в якому 5%?

Спершу давайте знайдемо масу чистого кальцій карбіду у зразку. Масова частка домішок в карбіді 5%, тобто масова частка чистого карбіду дорівнює 100% - 5% = 95%.

Маса чистого карбіду = 200 кг * (95 / 100) = 190 кг

Тепер врахуємо реакцію добування ацетилену з карбіду:

CaC2 + 2H2O -> C2H2 + Ca(OH)2

Молекулярна маса CaC2 = 64 g/mol Молекулярна маса C2H2 = 26 g/mol

Для кожних 64 г карбіду, ми можемо отримати 26 г ацетилену. Тепер переведемо масу чистого карбіду у грами:

190 кг * 1000 = 190000 г

Тепер розрахуємо кількість ацетилену, яку можна отримати:

190000 г / 64 г/моль * 26 г/моль = 76 375 моль

Тепер переведемо молі ацетилену в об'єм за нормальних умов (0°C і 1 атмосферний тиск). Один моль газу займає приблизно 22,4 літра об'єму за таких умов.

Об'єм ацетилену = 76 375 моль * 22,4 л/моль = 1 721 600 л ацетилену

Отже, з 200 кг кальцій карбіду із масовою часткою домішок 5% можна отримати близько 1 721 600 літрів ацетилену.

2. Скільки потрібно картоплі, що містить 20% крохмалю, для добування 92 кг етанолу?

Для розрахунку потрібно врахувати, що крохмаль у картоплі перетворюється на глюкозу, а потім на етанол за допомогою бродіння.

Спочатку знайдемо масу крохмалю в 92 кг етанолу. Масова частка крохмалю у картоплі дорівнює 20%, або 0,20 у вигляді десяткового дробу.

Маса крохмалю = 92 кг * 0,20 = 18,4 кг крохмалю

Тепер розрахуємо масу глюкози, яку можна одержати з цієї кількості крохмалю. Глюкоза має молекулярну масу 180 г/моль.

Маса глюкози = 18,4 кг * 1000 г/кг = 18 400 г Кількість молей глюкози = 18 400 г / 180 г/моль ≈ 102,2 моль

Тепер розрахуємо масу етанолу, яку можна отримати з цієї кількості глюкози. Взявши до уваги хімічну реакцію бродіння:

C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2

Видно, що з кожного мольку глюкози утворюються два мольки етанолу. Отже, кількість молей етанолу дорівнює 2 * 102,2 моль = 204,4 моль.

Тепер переведемо масу етанолу в кількість в масі, використовуючи молекулярну масу етанолу (46 г/моль):

Маса етанолу = 204,4 моль * 46 г/моль ≈ 9390,4 г

Тепер переведемо масу етанолу в кількість в кількості (літрах). Один моль газу (етанолу) займає приблизно 22,4 літра об'єму за нормальних умов.

Об'єм етанолу = 9390,4 г / 46 г/моль * 22,4 л/моль ≈ 4590 л етанолу

Отже, для добування 92 кг етанолу потрібно близько 4590 літрів етанолу, що може бути виготовлено з 18,4 кг крохмалю у картоплі з масовою часткою 20%.