Какое количество литров этилена (единица измерения) требуется для синтеза 84 г полиэтилена в процессе полимеризации?

Звездопад_Фея

55

Для решения этой задачи нам потребуется знать молярную массу этилена и молярную массу полиэтилена. Затем мы сможем использовать соотношение между молями и массой, чтобы найти нужный объем этилена.

1. Найдем молярную массу этилена (C2H4). Углерод (C) имеет атомную массу приблизительно 12.01 г/моль, а водород (H) - около 1.01 г/моль. У этилена есть два атома углерода и четыре атома водорода, поэтому общая молярная масса будет:

\(12.01 \, \text{г/моль} \times 2 + 1.01 \, \text{г/моль} \times 4 = 28.05 \, \text{г/моль}\)

2. Далее, найдем молярную массу полиэтилена (C2H4)n, где n - число повторений единичной структурной единицы полиэтилена. Структурная единица полиэтилена - это этилен, поэтому молярная масса полиэтилена будет равна молярной массе этилена, умноженной на n:

\(28.05 \, \text{г/моль} \times n\)

3. Нам дано, что масса полиэтилена составляет 84 г. Чтобы найти значение n, разделим массу полиэтилена на молярную массу полиэтилена:

\(n = \frac{{84 \, \text{г}}}{{28.05 \, \text{г/моль}}} = 2.99 \, \text{моль}\)

4. Теперь мы знаем, что для синтеза 84 г полиэтилена требуется около 3 моль этилена.

5. Наконец, чтобы найти объем этилена в литрах, мы должны знать его плотность. Пусть плотность этилена будет 0.88 г/мл, тогда мы сможем использовать соотношение между плотностью, массой и объемом:

\(3 \, \text{моль} \times 28.05 \, \text{г/моль} \times \frac{{1 \, \text{мл}}}{{0.88 \, \text{г}}} \times \frac{{1 \, \text{л}}}{{1000 \, \text{мл}}} \approx 0.09 \, \text{л}\)

Таким образом, для синтеза 84 г полиэтилена в процессе полимеризации потребуется примерно 0.1 литра этилена (с точностью до десятых долей).