Question

Определить объем метана,полученного при гидролизе технического карбида аллюминия массой 80г,содержащего 20% примесей.

Answer 1

Al4C3+12H2O=3CH4+4Al(OH)3
m Al4C3=80*0.8=64 г
n Al4C3=64/144=0.444 моль
n CH4=3*0.444=1.333 моль
V CH4=22.4*1.333=29.87 л

Answer 2

Для определения объема метана, полученного при гидролизе технического карбида алюминия, нам нужно учесть химическую реакцию гидролиза. Карбид алюминия реагирует с водой, образуя метан (CH₄) и гидроксид алюминия (Al(OH)₃).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ Al₄C₃ + 12H₂O \rightarrow 4Al(OH)₃ + 3CH₄ \]

Мольная масса карбида алюминия (Al₄C₃) равна сумме масс алюминия (Al) и углерода (C). Для вычисления молекулярной массы учтем, что массовая доля алюминия в карбиде алюминия составляет 27 г/моль, а массовая доля углерода равна 12 г/моль.

\[ Molar\,mass\,(Al₄C₃) = 4 \times Molar\,mass\,(Al) + 3 \times Molar\,mass\,(C) \] \[ = 4 \times 27\,g/mol + 3 \times 12\,g/mol \] \[ = 108\,g/mol + 36\,g/mol \] \[ = 144\,g/mol \]

Теперь мы можем определить количество молей карбида алюминия в образце массой 80 г:

\[ Moles\,(Al₄C₃) = \frac{Mass\,(Al₄C₃)}{Molar\,mass\,(Al₄C₃)} \] \[ = \frac{80\,g}{144\,g/mol} \] \[ \approx 0.5556\,mol \]

Согласно уравнению реакции, каждый моль карбида алюминия образует 3 моля метана. Таким образом, количество молей метана будет:

\[ Moles\,(CH₄) = 3 \times Moles\,(Al₄C₃) \] \[ = 3 \times 0.5556\,mol \] \[ \approx 1.6668\,mol \]

Теперь используем уравнение состояния идеального газа, которое гласит, что объем газа пропорционален его количеству молей:

\[ PV = nRT \]

где: - \( P \) - давление газа, - \( V \) - объем газа, - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (\( R \approx 0.0821\,L \cdot atm/(mol \cdot K) \)), - \( T \) - температура газа в кельвинах.

Мы можем использовать это уравнение для расчета объема метана. Предположим, что реакция происходит при стандартных условиях (0 °C или 273.15 K и 1 атмосферное давление). Таким образом:

\[ V = \frac{nRT}{P} \] \[ = \frac{1.6668\,mol \times 0.0821\,L \cdot atm/(mol \cdot K) \times 273.15\,K}{1\,atm} \]

Рассчитаем это:

\[ V \approx \frac{1.6668 \times 0.0821 \times 273.15}{1} \] \[ \approx 38.39\,L \]

Таким образом, объем метана, полученного при гидролизе технического карбида алюминия массой 80 г, составляет примерно 38.39 литра при стандартных условиях.