Răspuns :
Răspuns:
Rezolvarea propusă
Ex1) Hidrocarbura, care are 25% H, este CH₄, potrivit calculului.
M CH₄=A C + 4.AH=12+4.1= 16g/mol,
% H = 4g/mol H .100% / 16 g/mol=25%
Alegerea este confirmată și de schema de reacții chimice, care sugerează prezența unui alcan.
Ex 2) Reacții chimice date de CH₄, hidrocarbura A, în schema de mai jos
1) CH₄+ H₂O (Ni, t⁰C)→ CO + 3H₂ (gaz sinteză)
a=CO, b=H₂
2) CH₄ + NH₃+3/2O₂(Pt, t⁰C)→ HCN + 3H₂O
c=HCN, acid cianhidric, d=H₂O
3) 2 CH₄ (1500⁰C)→ HC≡CH + 3H₂
e=C₂H₂ acetilena, etina, b=H₂
4) CH₄ (t⁰C)→ C + 2H₂
f=C (carbon, cocs), b=H₂
5) CH₄+O₂(oxizi N, t⁰C, p atm) →CH₂O + H₂O
g: H₂C=O metanal, aldehida formică, d=H₂O
6) CH₄+4Cl-Cl (lumina sau temperatura)→CCl₄ + 4HCl
h=CCl₄, tetraclorura de carbon, i=HCl
Ex 3
a) volumul amestecului de CO și H₂ de la reacția 1, dacă se pleacă de la 4 kmol de CH₄ și randamentul este 90%, temperatura este 137⁰C, presiunea este 4,1 atm.
p.V=ntp . R. T
p=4,1 atm
V=?, L
R=constanta universală a gazelor ideale=0,082 L.atm/mol grad K
T=temperatura K=t+273=137+273=410 k
ntp=număr total de moli CO și H₂, practic obținuți
- calculăm numărul de moli de CO și H₂ obținuți stoechiometric din 4 kmol CH₄, la un consum de 100% al metanului:
Reacția 1
1kmol CH₄........produce 1kmol CO.....și 3 kmol H₂
4 kmol CH₄.....produc .....x...................y
x CO= 4 kmol.1 =4 kmol
, y H₂= 4.3=12 kmol
- calculăm numărul de kmol de CO și H₂, obținuți practic cu randament de 90%:
η=90% = np .100 / nt, np= nt.90/100
np CO = 4kmol.90/100=3,6 kmol
np H₂= 12kmol .90/100=10,8 kmol
- calculăm volumul de gaze.
ntp=npCO+npH₂=3,6+10,8=21,6 kmol
4,1 atm.V = 21,6.1000 mol . 0,082 (L.at. mol⁻¹.K⁻¹) .410
V=177120 L=177,12 m³
R: 177,12 m³
b) masa de HCN, de puritate 98% obținută din 4 kmol CH₄, randament de 90%
- calculăm cu ajutorul reacției chimice 2, numărul de kmol de HCN, obținuți stoechiometric din 4 kmol HCN, la un consuma total; reprezintă numărul teoretic de kmol de HCN, care s-ar obține (nt).
dacă 1kmol CH₄..........produce 1 kmol HCN
atunci 4 kmol CH₄........produc 4 kmol HCN
- calculăm numărul de kmol de HCN, obținuți practic, cu randament de 90%:
np = η. nt/ 100= 90% .4kmol /100= 3,6 kmol
- calculăm masa de HCN cuprinsă în 3,6 kmol.
m HCN = np .M HCN
M HCN = A H+AC+AN=1+12+14=27 kg/kmol
m HCN = 3,6 kmol . 27 kg/kmol=61,2 kg
Este cantitatea pură de HCN.
- calculăm cantitatea impură de HCN, ce va conține 61,2 kg HCN, și are puritatea de 98%:
dacă în 100% acid impur...............sunt....98% kg HCN pur
atunci în x, kg acid impur.................sunt ..61,2 kg HCN pur
x, kg acid impur= 100% .61,2kg/98%=62,4489, aprox 62,45 kg
R: 62,45 kg acid cianhidric impur.
c) presiunea creată de C₂H₂, în recipientul cu volumul de 10m³ , temperatura de 17⁰C.
p.V = np C₂H₂ ,R.T
p=? atm
V=volum gaz= volum recipient=10³=10.10³ L
R=0,082 L.atm / mol .K
T= t+273=17+273=290 K
- calculăm np-numărul practic de kmol de C₂H₂, obținuți din 4 kmol CH₄, cu randament de 90%:
η C₂H₂= np .100%/ nt
nt = număr teoretic de kmol C₂H₂, obținuți stoechiometric din 4 kmol CH₄
2 kmol CH₄...........1 kmol C₂H₂
4 kmol CH₄........nt kmol C₂H₂
nt kmol C₂H₂= 2 kmol
Și np este:
np = 90%.2kmol/ 100%= 1,8 kmol
- calculăm presiunea:
p.10.10³L = 1,8 .10³ mol .0,082 L.atm.mol⁻¹.K⁻¹.290 K
p=4,28 atm
R: 4,28 atm
d) masa de C obținută practic, in reacția 4
mp C = η. mt C/100
mt C=48 kg, se calculează stoechiometric cu 4 kmol de CH₄
mp= 90% . 48kg/ 100=43,2 kg
R: 43,2 kg C
e) masa soluției metanal, de concentrație procentuală 40%
C% CH₂O = md CH₂O .100 / ms
md CH₂O= masa dizolvată și se referă la cantitatea practic obținută de CH₂O din 4 kmol CH₄ cu randament de 90%. = mp
- calculăm masa teoretică de CH₂O obținută stoechiometric din 4 kmol CH₄, în reacția chimică 5
1kmol CH₄...........produce 1 kmol de CH₂O
4 kmol CH₄.............produc x kmol CH₂O
x kmol CH₂O= 4 kmol
mt CH₂O = 4 kmol .30 kg/kmol= 120 kg, M CH₂O=30kg/kmol
mp CH₂O =120kg.90/100=108 kg
md= mp =108 kg
- calculăm acum masa soluției
ms = 108 kg .100%/40% =270 kg
R: 270 kg soluție
f) masa de solvent CCL₄, de puritate 96%.
- calculăm masa teoretică și masa practic obținută de CCl₄ din 4 kmol CH₄, cu randament de 90%, in reacția 5.
1kmol CH₄............produce 1 kmol CCl₄
4 kmol CH₄...........produc nt = 4 kmol
Calculăm np de CCl₄:
np CCl₄=ηCCl₄ .nt/ 100 =90% .4 kmol/100%=3,6 kmol
mp CCl₄= np .M CCl₄= 3,6 kmol.154 kg.kmol⁻¹=554,4 kg
- calculăm masa de tetraclorura impură cu 554,4 kg CCl₄ pur și puritate de 96%:
dacă în 100% solvent impur..............sunt 96% CCl₄ pur
atunci în x, kg solvent impur...........sunt 554,4 kg CCl₄ pur
x, =577,5 kg
R: 577,5 kg solvent impur
Explicație:
Sunt exemple de calcule,și vă rog să verificați!
Vă mulțumim că ați ales să vizitați platforma noastră dedicată Chimie. Sperăm că informațiile disponibile v-au fost utile. Dacă aveți întrebări suplimentare sau aveți nevoie de sprijin, nu ezitați să ne contactați. Vă așteptăm cu drag și data viitoare! Nu uitați să adăugați site-ul nostru la favorite pentru acces rapid.