Răspuns:
a) Reactii chimice propuse, pentru schema de transformari, plecând de la CH₄.
CH₄⇒ CH₂=CH₂ ⇒ CH₃-CH₂OH
a1) Etena se poate obține din metan prin următoarele reactii chimice:
r1) descompunerea termică a metanului (cracare) la 1500⁰C, cu formare de acetilena(etina) și H₂:
2CH₄ (1500⁰C)→CH≡CH +3H₂
r2) hidrogenarea etinei, în prezenta de catalizator Pb/Pd, la etena; acest catalizator nu permite hidrogenarea etinei la etan:
HC≡CH + H₂(Pd/Pb)→CH₂=CH₂
a2) Etanolul se obține din etena prin hidroliza acida, în prezenta de H₂SO₄ concentrat:
CH₂=CH₂+H-OH →CH₃-CH₂-OH
Intermediar este sulfatul acid de etil CH₃-CH₂-OSO₃H, care prin reactie cu apa formează etanol și H₂SO₄, care se reface.
b) Cantitațile de etenă și etanol formate
b1) cantitatea de etenă, care se formează din 10 L (c.n.) CH₄
- din reacțiile a1 si a2 avem relatia stoechiometrică:
2 moli CH₄ produc 1 mol de C₂H₂, care va produce 1 mol de C₂H₄
- calculăm cantitatea de C₂H₄ produsă stoechiometric de 10 L(c.n.) de CH₄:
M C₂H₄=masa moleculară=2.AC+4.AH=2.12+4.1=28g/mol
Vm=volum molar=22,4 L/mol gaz, în c.n.
10L(c.n.)CH₄..............x,g, C₂H₄
2 CH₄ →→→ C₂H₄
2.22,4L/mol.............28 g/mol
x,g, C₂H₄=10 L.28 g.mol⁻¹/ 2.22,4 L.mol⁻¹=6,25 g C₂H₄
- dacă se cer cantitatile de C₂H₂ și H₂ consumat de aceasta, le vom calcula cu relația stoechiometrică din reacțiile chimice a1 și a2:
M C₂H₂=masa moleculară=2.AC+2.AH=2.12+2.1=26g/mol
M H₂=masa moleculară=2.AH=2.1=2 g/mol
10 L(c.n.) CH₄............y,g, C₂H₂...........z,g, H₂consumat (a2)
2CH₄ →→→ C₂H₂ →→→ H₂
2.22,4L/mol.....26g/mol...............2g/mol
y,g, C₂H₂=10 L .26g.mol⁻¹/2.22,4 L.mol⁻¹=5,80 g
z, g, H₂ = 10 L .2 g.mol⁻¹/ 2.22,4 L.mol⁻¹=0,45 (rotunjit) g
R:6,25 g C₂H₄; 5,80 g C₂H₂; 0,45 g H₂
c) cantitatea de CH₃-CH₂-OH format stoechiometric de 10 L(c.n.) CH₄
Se calculează cu relația stoechiometrică din reactiile a1 și a2:
2moli CH₄ produc 1 mol de C₂H₅OH
M C₂H₅OH =masa moleculară=2.AC+6.AH+AO=2.12+6.1+16=46 g/mol
Vm=volum molar=22,4 L/mol gaz, c.n.
10 L (c.n.) CH₄.............x, g, C₂H₅OH
2CH₄ →→→ C₂H₅OH
2.22,4 L/mol........................46 g/mol
x, g, C₂H₅OH=10L .46 g.mol⁻¹/ 2.22,4 L.mol⁻¹=10,2678, aprox 10,27 g
R: 10,27 g C₂H₅OH
Explicație:
