Какова масса нитроэтана, полученного при реакции 44,8 л этана (н. у. ) с азотной кислотой, при условии, что практический выход составляет это же значение в процентах?
Ответ:
Уравнение реакции:
C2H6 + HNO3 -> C2H5NO2 + H2O
Из уравнения видно, что этан (C2H6) реагирует с азотной кислотой (HNO3), образуя нитроэтан (C2H5NO2) и воду (H2O).
Далее, необходимо вычислить количество вещества этана (C2H6), зная его объем (44,8 л) и нормальные условия (н.у.). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT
где P — давление газа, V — его объем, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Условия нормальности газа: P = 1 атм, T = 273 К.
Теперь можем вычислить количество вещества этана:
n(C2H6) = PV / RT
Подставим известные значения:
P = 1 атм
V = 44,8 л
R = 0,0821 атм*л/моль*К
T = 273 К
n(C2H6) = (1 атм * 44,8 л) / (0,0821 атм*л/моль*К * 273 К)
n(C2H6) ≈ 1,78 моль
Теперь, зная количество вещества этана (1,78 моль) и информацию о практическом выходе (экономичности) в процентах, мы сможем вычислить массу нитроэтана, полученного при реакции.
Поскольку практический выход составляет это же значение в процентах, мы можем предположить, что 100% соответствует массе 1,78 моль. Тогда, если x% соответствует массе m, можно составить пропорцию:
1,78 моль / 100% = m / x%
m = (1,78 моль * x%) / 100%
Таким образом, масса нитроэтана будет равна (1,78 моль * x%) / 100%.
Например, если практический выход составляет 75%, то масса нитроэтана будет:
m = (1,78 моль * 75%) / 100% = 1,34 моль
То есть, масса нитроэтана, полученного при реакции 44,8 л этана с азотной кислотой, при условии, что практический выход составляет это же значение в процентах, будет равна (1,78 моль * x%) / 100%.