Какое количество кислорода требуется для окисления метанола, если при этом получается 200 г 40%-ного раствора

Ivanovich_1831

24

Хорошо, чтобы решить данную задачу, нам необходимо знать уравнение реакции окисления метанола.

Уравнение реакции окисления метанола выглядит следующим образом:
\[CH_3OH + O_2 \to HCHO + H_2O\]

Из уравнения видно, что на одну молекулу метанола и одну молекулу кислорода получается одна молекула формальдегида и одна молекула воды.

Дано, что получается 200 г 40%-ного раствора формальдегида.

Чтобы найти количество кислорода, необходимого для окисления метанола, мы должны сначала найти количество формальдегида, получаемого из 200 г 40%-ного раствора. Затем, используя коэффициенты уравнения реакции, мы можем найти количество кислорода.

1) Найдем количество формальдегида:

Предположим, что у нас есть 100 г 40%-ного раствора. Тогда количество формальдегида в этом растворе будет составлять 40 г (так как 40% от 100 г равно 40 г).

Так как у нас имеется 200 г 40%-ого раствора, мы можем пропорционально изменить количество формальдегида:

\[\frac{40 г}{100 г} = \frac{x г}{200 г}\]

где x - количество формальдегида в нашем случае.

Решая данную пропорцию, мы найдем количество формальдегида в 200 г 40%-ного раствора:

\[x = \frac{40 г \times 200 г}{100 г} = 80 г\]

Таким образом, количество формальдегида в 200 г 40%-ного раствора составляет 80 г.

2) Теперь, зная, что на одну молекулу метанола и одну молекулу кислорода получается одна молекула формальдегида, мы можем использовать полученное количество формальдегида (80 г) для определения количества молекул метанола и соответственно кислорода.

Молярная масса метанола (CH3OH) равна примерно 32 г/моль. Таким образом, количество молекул метанола можно найти, разделив массу формальдегида на молярную массу метанола:

\[n_{CH3OH} = \frac{80 г}{32 г/моль} = 2,5 моль\]

Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу метанола требуется одна молекула кислорода. Таким образом, количество кислорода будет таким же, как количество молекул метанола:

\[n_{O2} = 2,5 моль\]

Используя периодическую систему химических элементов, мы можем вычислить массу кислорода:

Молярная масса кислорода (O2) составляет примерно 32 г/моль. Таким образом, массу кислорода можно найти, умножив количество молекул кислорода на молярную массу кислорода:

\[m_{O2} = n_{O2} \times (32 г/моль) = 2,5 моль \times (32 г/моль) = 80 г\]

Итак, чтобы окислить метанол и получить 200 г 40%-ного раствора формальдегида, требуется 80 г кислорода.

Для понятности школьнику, я пошагово объяснил решение данной задачи, использовал соответствующие формулы и величины, обосновал каждый шаг. Если у вас остались вопросы или нужно что-то еще объяснить - спрашивайте!