Каким образом можно получить диметилциклогексан путем гидрирования о-ксилола (1,2-диметилбензола)? Сколько водорода

Serdce_Okeana_986

6

Для получения диметилциклогексана путем гидрирования о-ксилола необходимо провести реакцию с применением катализатора и водорода. В результате реакции о-ксилол превратится в диметилциклогексан.

Сначала рассмотрим химическое уравнение для реакции гидрирования о-ксилола:

\[C_8H_{10} + H_2 \to C_{12}H_{26}\]

Здесь \(C_8H_{10}\) - о-ксилол, \(H_2\) - водород, \(C_{12}H_{26}\) - диметилциклогексан.

При данной реакции одна молекула о-ксилола реагирует с одной молекулой водорода, образуя одну молекулу диметилциклогексана.

Теперь перейдем ко второй части вопроса, касающейся количества водорода, необходимого для получения 22,4 г диметилциклогексана.

Для решения этой задачи мы должны использовать соотношение между молями реагирующих веществ и их массами.

Молярная масса диметилциклогексана \(C_{12}H_{26}\) равна примерно 166 г/моль.

Теперь необходимо рассчитать количество молей диметилциклогексана, содержащегося в 22,4 г этого вещества:

\[\text{масса} = n \times \text{молярная масса}\]

где \(\text{масса} = 22,4 \, \text{г}\) и \(\text{молярная масса} = 166 \, \text{г/моль}\).

Подставляя эти значения, получим:

\(22,4 \, \text{г} = n \times 166 \, \text{г/моль}\)

Решаем уравнение относительно n:

\(n = \frac{22,4 \, \text{г}}{166 \, \text{г/моль}}\)

\(n \approx 0,135\)

Это значение n показывает количество молей диметилциклогексана, необходимых для получения 22,4 г циклоалкана.

Из химического уравнения мы знаем, что одна молекула диметилциклогексана образуется из одной молекулы о-ксилола и одной молекулы водорода. Следовательно, количество молекул водорода, необходимых для реакции, равно количеству молекул диметилциклогексана.

Таким образом, нам необходимо знать количество молей водорода, соответствующее значению n.

Если 1 молекула диметилциклогексана требует 1 молекулы водорода, то n молекул диметилциклогексана будет требовать n молекул водорода.

Учтем также, что вопрос указывает на использование водорода в двукратном избытке. Это значит, что количество водорода будет вдвое превышать количество молекул диметилциклогексана.

Таким образом, количество молекул водорода, необходимых для реакции, будет равно \(2 \times n\). Подставляя значение \(n \approx 0,135\), получаем:

количество молекул водорода = \(2 \times 0,135 = 0,27\)

Теперь известно, что молярная масса водорода равна примерно 2 г/моль. Чтобы рассчитать массу водорода, необходимую для реакции, умножим количество молекул водорода на его молярную массу:

\(\text{масса водорода} = \text{количество молекул водорода} \times \text{молярная масса водорода}\)

\(\text{масса водорода} = 0,27 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль}\)

\(\text{масса водорода} = 0,54 \, \text{г}\)

Таким образом, чтобы получить 22,4 г диметилциклогексана, необходимо взять 0,54 г водорода при нормальных условиях (л) в двукратном избытке.

Удачи вам с вашей задачей! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.