Обчислення виходу продукту від теоретично можливого

Задача 1.Весь хлороводень, одержаний дією надлишку сульфатної кислоти на натрій хлорид масою 14,9 г, поглинули водою масою 200 г. Визначити масову частку хлороводню в розчині, якщо його вихід в реакції становив 70%.

Розв’язок

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl

n =

n(NaCl) = = 0,2547 г

За рівнянням реакції n(HCl) = n(NaCl) = 0,2547 моль

m = n×M

m_теор.(HCl) = 0,2547 моль × 36,5 г/моль = 9,3 г

h =

m(практична) = h × m(теоретична)

m_практ.(HСl) = 0,7 × 9,3 г = 6,5 г

m(розчину) = m(Н₂О) + m_практ.(HСl)

m(розчину) = 200 г + 6,5 г = 206,5 г

W =

W(HCl) = = 0,0315, або 3,15%

Задача 2.Через розчин масою 50 г з масовою часткою натрій іодиду 15% пропустили надлишок хлору. Виділився іод масою 5,6 г. Визначити вихід продукту реакції.

2NaI + Cl₂ = 2NaCl + I₂

n = ; m(розч. р-ни) = W×m(розчину)

n =

n(NaI) = = 0,05 моль

За рівнянням реакції n(І₂) = n(NaI) = ×0,05 моль = 0,025 моль

m = n×M

m_теор.(І₂) = 0,025 моль × 254 г/моль = 6,35 г

h =

h(І₂) = 0,882, або 88,2%

Задача 3.Яку масу манган(IV) оксиду і який об’єм розчину з масовою часткою HCl 36% (r=1,18 г/мл) треба взяти для одержання хлору, який може витіснити з розчину калій іодиду молекулярний іод масою 30,48 г? Вихід продукту на кожній стадії процесу становить 80% від теоретично можливого.

Розв’язок

MnO₂ + 4HCl = Cl₂ + MnCl₂ (1)

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂ (2)

h =

m_теор. =

m_теор.(I₂) = = 38,1 г

n =

n(І₂) = = 0,15 моль

За рівнянням реакції (2) n(Сl₂) = n(I₂) = 0,15 моль

Вихід продукту реакції можна знайти і за кількістю речовини:

h =

n(теорет.) =

n_{теорет.}(Сl₂) = моль

За рівнянням реакції (1) n( MnO₂) = n(Сl₂) = 0,1875 моль

m = n×M

m(MnO₂) = 0,1875 моль×71 г/моль = 13,31 г

n(HCl) = 4n(Cl₂) = 0,1875 моль × 4 = 0,75 моль

m(HCl) = 0,75 моль × 36,5 г/моль = 27,375 г

W =

m(р-ну) =

m(р-ну HCl) = = 76,04 г

V =

V(р-ну HCl) = 64,44 мл

Задача 4.У якому об’ємі води треба розчинити аміак, одержаний із 96,3 г амоній хлориду з виходом 60%, щоб концентрація одержаного розчину була рівною 0,5 моль/л? (r=1,12 г/мл).

Розв’язок

NH₄Cl + NaOH = NaCl + NH₃ + H₂O

n =

n(NH₄Cl) = = 1,8 моль

За рівнянням реакції n(NH₃) = n(NH₄Cl) = 1,8 моль

h =

n(практ.) = h×n(теорет.)

n_практ.( NH₃) = 0,6×1,8 моль = 1,08 моль

m = n×M

m(NH₃) = 1,08 моль × 17 г/моль = 18,36 г

С =

V =

V(р-ну) = = 2,16 л = 2160 мл

m = r×V

m(р-ну) = 1,12 г/мл × 2160 мл = 2419,2 г

m(H₂O) = m(р-ну) – m(NH₃)

m(H₂O) = 2419,2 г – 18,36 г = 2400,84 г

Для води r = 1 г/мл

Тоді V(H₂O) = 2400,84 мл

Задача 5.60 г металу ІІ А групи періодичної системи, взаємодіючи з азотом, утворює нітрид, який, реагуючи з водою, утворює гідроксид відповідного металу та аміак. При каталітичному окисненні аміаку, який виділився, утворюється 11,2 л нітроген(ІІ) оксиду (н.у.). Вихід становить 50%. Який це метал?

Розв’язок

3Me + N₂ = Me₃N₂ (1)

Me₃N₂ + 6H₂O = 3Me(OH)₂ + 2NH₃ (2)

4NH₃ + 5O₂ 4NO + 6H₂O (3)

n =

n(NO) = = 0,5 моль

h =

n(теорет.) =

n_{теорет.}(NO) = = 1 моль = n(NH₃) – за рівнянням реакції (3)

За рівнянням реакції (2) n(Me₃N₂) = n(NH₃) = 0,5 моль

За рівнянням реакції (1) n(Ме) = 3n(Me₃N₂) = 3×0,5 моль = 1,5 моль

n =

M =

M(Me) = = 40 г/моль

Метал – Са

Задача 6.Визначити об’єм азоту (н.у.) необхідний для добування 400 мл 70%-ного розчину нітратної кислоти (r=1,921 г/см³), якщо вихід продукту реакції на кожній стадії становить 60%. Яку масу калійної селітри можна одержати з цієї кислоти?

Розв’язок

N₂ + O₂ 2NO (1)

2NO + O₂ = 2NO₂ (2)

4NO₂ + 2H₂O + O₂ = 4HNO₃ (3)

HNO₃ + KOH = KNO₃ + H₂O (4)

n = ; m(розч. р-ни) = W×m(розчину)

n =

n(HNO₃) = = 8,54 моль

h =

n(теорет.) =

n_{теорет.}(HNO₃) = = 14,23 моль

За рівнянням реакції (3) n(NO₂) = n(HNO₃) = 14,23 моль

n_{теорет.}(NO₂) = = 23,72 моль

За рівнянням реакції (2) n(NO) = n(NO₂) = 23,72 моль

n_{теорет.}(NO) = = 39,53 моль

За рівнянням реакції (1) n(N₂) = n(NO) = = 19,765 моль

V = n×Vm

V(N₂) = 19,765 моль × 22,4 л/моль = 442,8 л

За рівнянням реакції (4) n(КNO₃) = n(HNO₃) = 8,54 моль

m = n×M

m(KNO₃) = 8,54 моль × 101 г/моль = 13,63 г

Задача 7.Із технічного кальцій карбіду масою 200 г, масова частка домішок у якому становить 20%, одержали ацетилен. Обчислити масу розчинника 1,1,2,2-тетрахлоретану, який можна одержати з ацетилену, якщо вихід галогенопохідного становить 75%.

Розв’язок

CaC₂ + 2H₂O ® Ca(OH)₂ + C₂H₂

W(CaC₂) = 100% – 20% = 80%

n =

m(чист. р-ни) = W×m(суміші)

n =

n(CaC₂) = = 2,5 моль

n(CaC₂) = n(C₂H₂) = n(C₂H₂Cl₄) = 2,5 моль

m_{теорет.}(C₂H₂Cl₄) = 2,5 моль × 168 г/моль = 420 г

h =

m_практ. = h × m(теорет.)

m_практ.(C₂H₂Cl₄) = 420 г × 0,75 = 315 г

Задача 8.Яку масу нітробензену можна добути при взаємодії бензену масою 780 г з нітратною кислотою масою 2 кг в присутності сульфатної кислоти, якщо масова частка практичного виходу нітробензену становить 80%.

Розв’язок

n =

n(С₆Н₆) = = 10 моль

n(HNO₃) = = 31,75 моль

У недостачі бензол.

За рівнянням реакції n(С₆Н₆) = n(С₆Н₅NO₂) = 10 моль

m_{теорет.}(С₆Н₅NO₂) = 10 моль × 123 г/моль = 1230 г

h =

m_практ. = h × m(теорет.)

m_практ.(C₆H₅NO₂) = 0,8 × 1230 г = 984 г.

Поиск по сайту: