Răspuns :
Răspuns:
Rezolvarea propusă pentru cerințele din enunț, la care 70 moli de CH₄, se descompun termic, potrivit reacțiilor chimice de mai jos:
1. reacția de piroliza la peste 1200⁰C, care este reacția principală, de obținere acetilena
2CH₄ (g) t⁰C↔ CH≡CH ↑+ 3H₂↑
2.reacția de descompunere termică în elementele componente, care este o reacție secundară:
CH₄ t⁰C→ C↓ + 2H₂↑
a) Numărul de CH₄ nedescompus din 70 moli de CH₄ reactant
n moli CH₄ netransformat= 70 moli CH₄ reactant - (n moli CH₄ consumat la formarea de C₂H₂ + n moli CH₄ descompus termic, dacă există)
- calculăm numărul de moli de CH₄ consumat stoechiometric pentru 20 moli de C₂H₂:
x moli CH₄.....20 moli C₂H₂
2CH₄(t⁰C) → C₂H₂ + 3 H₂
2moli.......................1mol......3 mol
x moli CH₄ consumat=20 moli .2/1=40 moli CH₄
- calculăm numărul de moli de H₂, care corespunde la 20 moli de C₂H₂, din reacția de piroliză:
1mol C₂H₂.........corespunde la 3 moli H₂
20 moli C₂H₂......corespund la y moli H₂
y moli H₂= 20 mol .3/1=60 moli
Rezultă, că din 80 moli de H₂ existent în amestecul de reacție, doar 60 moli de H₂, provin din piroliză și restul de 20 moli H₂ provin din reacția secundară de descompunere termică CH₄ în C și H₂
- calculăm numărul de moli de CH₄, care se descompun stoechiometric în 20 moli de H₂:
z moli CH₄.........20 moli H₂
CH₄ (t⁰C)→ 2H₂↑ + C↓
1mol.....................2moli
z moli CH₄ = 1mol .20/2=10 moli CH₄
- calculăm numărul de CH₄ nedescompus din 70 moli CH₄:
n moli CH₄ nedescompus=70 moli CH₄ reactant -( x+z)
= 70 moli -(40 moli CH₄/ piroliza + 10 moli/ descompunere în C și H₂)=
=70-50=20 moli
R: 20 moli CH₄ netransformat
b) Volumul de gaze care părăsesc instalația de descompunere termică a metanului.
- stabilim compoziția amestecului gaze rezultate:
Amestecul de gaze conține: 20 moli C₂H₂, 80 moli H₂ și 20 moli CH₄ netransformat.
Carbonul rezultat (negru de fum este solid).
- calculăm volumul amestecului de gaze, măsurat în litri în condiții normale de temperatură și presiune, cu ajutorul volumului molar (22,4 L/ mol gaz)
V amestec= V C₂H₂+V H₂+ V CH₄ netransformat
V amestec= 20 moli C₂H₂.22,4 L/mol + 80 moli H₂ .22,4 L/mol +20 moli CH₄. 22,4 L/mol=120. 22,4 L=2688 L
R: 2688 L (c.n.)
c) Procentul molar de metanul transformat în C₂H₂:
% CH₄ transformat în C₂H₂= n moli CH₄ transformat .100% / n moli CH₄ intrat în reacție
% CH₄=40 moli .100% / 70 moli=57,14 %
R: 57,14%
Explicație:
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.