Răspuns:
Incerc, să vă explic calculele cerute!
a) Ecuațiile chimice la procesele prezentate în enunt
1)Obținerea acetilenei, în laborator se face prin reacția acetilurii de calciu- CaC₂ cu apă-H₂O, reacția se mai numeste hidroliza acetilurii de calciu, care are numele tehnic de carbid.
Dacă, se introduce CaC₂ în apă, are loc o reacție chimică violentă, din care rezultă acetilena, HC≡CH. Acetilura de calciu este o substanță ionică formată din ionul pozitiv de Ca²⁺ și ionul negativ de acetilură C₂²⁻:
C⁻¹
III Ca²⁺ +2H₂O→ HC≡CH + Ca(OH)₂
C⁻
Ecuația ionică redusă este:
-C⁻ ≡ C⁻- + 2H-OH→HC≡CH + 2HO⁻
2) reacția chimică de obținere, pentru acetilura de calciu, din calcar si cărbune de lemn sau cocs, în cuptor electric la 2500⁰C este:
2.1) prima dată se descompune CaCO₃ în CaO și CO₂:
CaCO₃ (s)(t⁰C) →CaO (s) + CO₂(g)↑
2.2) CaO se combină cu C din cocs, cărbune:
CaO(s)+3C(s)→CaC₂(s)+CO(g)↑
s=solid
g=gaz
b) Cantitatea de apă de brom 2%, adică masa soluției de Br₂ 2%, ce poate fi decolorată de C₂H₂.
Apa de brom are o culoare brună. Dacă se decolorează, înseamnă ca are loc o reacție chimică între toată cantitatea dizolvată de Br₂ în această soluție și C₂H₂, gazoasă barbotată în soluție. Apa de brom este o soluție de Br₂ dizolvat însolvent inert.
Br Br
I I
HC≡CH+Br₂→HC = CH + Br₂→ HC - CH
I I I I
Br Br Br Br
1,2-dibromoetena 1,1,2,2-tetrabromoetan
Reacția totală este:
C₂H₂+2Br₂→C₂H₂Br₄
- masa de apă de brom sau soluție de Br₂2% se calculează din expresia matematică pentru concentrația procentuală:
C% Br₂=md Br₂.100/ms
unde:
C% Br₂=concentrația procentuală de Br₂ în soluție=2%
md(g)=masa dizolvată de Br₂ în soluție=? este cantitatea stoechiometrică consumată de C₂H₂ produsă de CaC₂ pur, din care 10% sunt pierderi.
ms(g)=masa soluției de Br₂ 2%
- calculăm masa de CaC₂ pur din 20 g de carbura impură cu puritate de 80%, adică 80% CaC₂ pur.
dacă în 100% acetilură de calciu impură...........sunt 80% CaC₂
atunci în 20g acetilură de calciu impură ..........sunt x,g, CaC₂
x,g, CaC₂ = 20 g.80%/100%=16 g CaC₂
- calculăm masa de C₂H₂ produsă stoechiometric decătre 16 g de CaC₂, în reacția cu apa:
Mase atomice, A: Ca=40, H=1, C=12 / g/mol
Mase moleculare:
M CaC₂=A Ca+2.AC=40+2.12=64 g/mol
M C₂H₂=2.AC+2.AH=2.12+2.1=24+2=26 g/mol
16 g CaC₂....................x,g, C₂H₂
CaC₂ + 2H₂O→ C₂H₂↑ + Ca(OH)₂
64g/mol.....................26g/mol
x,g, C₂H₂=16g.26 g.mol⁻¹/ 64g.mol⁻¹=6,5 g
- calculăm masa de C₂H₂ rămasă din 6,5 g , dacă se pierde 10% din ea:
masa rămasă de C₂H₂=masa de C₂H₂ obținută stoechionetric - masa de C₂H₂ pierdută
masa de C₂H₂ pierdută din 6,5 g C₂H₂ este:
dacă la 100% C₂H₂..............se pierde 10% C₂H₂
atunci la 6,5 g C₂H₂..........se pierd y, g
y,g, C₂H₂=6,5g.10%/100%=0,65g
Rezultă, că:
masa de C₂H₂ rămasă= 6,5g-0,65g=5,85g
Acaestă cantitate de C₂H₂, va decolora apa de brom.
- calculăm masa de Br₂ consumată stoechiometric de 5,85 g de C₂H₂.
Masa atomică, A Br=80 g/mol
Masa moleculară, M Br₂=2.A Br=2.80=160 g /mol
5,85 g C₂H₂.....z, g, Br₂
C₂H₂ + 2 Br₂ →C₂H₂Br₄
26g/mol.........2.160g/mol
z,g, Br₂ = 5,85 g.2.160/26=72 g
- calculăm masa soluției (apa) de Br₂ 2%, care va aduce 72 g de Br₂, în reacție cu C₂H₂:
2% = 72 g Br₂ dizolvat .100 / ms (g)
ms(g) = 72g.100%/2%=3600 g
R: 3600 g (3,6 kg) apă de brom 2%.
Explicație:
