Какова масса натрия, необходимая для проведения синтеза Вюрца, если было прохлорировано 78 литров этана и выход

Семён_4445

38

Для решения данной задачи мы должны использовать химическое уравнение Бюрца, которое описывает синтез данного вещества. В соответствии с уравнением:

\[2C_2H_6 + Cl_2 \longrightarrow C_2H_5Cl + HCl\]

Мы знаем, что объем этана составляет 78 литров, а выход вещества считается 100%. Нам нужно найти массу натрия, необходимую для проведения данного синтеза.

Давайте разберемся, как найти это значение.

1. Сначала найдем количество вещества этана, используя его объем и условия идеального газа. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:

\[V = n \cdot RT/P\]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура газа (в Кельвинах), \(P\) - давление газа.

У нас есть только объем газа, поэтому для решения этого уравнения нам понадобится знать давление газа, температуру и значение универсальной газовой постоянной. Давление и температуру нам не даны, поэтому мы не можем точно найти количество вещества этана.

2. Однако, по условию задачи, нам сказано, что выход вещества считается 100%. Это означает, что все молекулы этана, находящиеся в реакции, превращаются в молекулы хлорэтана. Таким образом, соотношение между числом молекул этана и хлорэтана будет 1:1.

3. Для расчета молекулярной массы хлорэтана (C2H5Cl) нам необходимо знать массы атомов углерода, водорода и хлора. Массы атомов из указанных элементов можно найти в периодической таблице химических элементов:

- Масса атома углерода (C) = 12,01 г/моль
- Масса атома водорода (H) = 1,01 г/моль
- Масса атома хлора (Cl) = 35,45 г/моль

Таким образом, молекулярная масса хлорэтана составляет:

\[2 \cdot 12,01 \, г/моль + 5 \cdot 1,01 \, г/моль + 35,45 \, г/моль = 64,07 \, г/моль\]

4. Так как соотношение между этаном и хлорэтаном составляет 1:1, массовая доля хлорэтана будет равна массовой доле этана. Для этого мы должны знать молекулярную массу этана и его количество вещества. Молекулярная масса этана (C2H6) составляет:

\[2 \cdot 12,01 \, г/моль + 6 \cdot 1,01 \, г/моль = 30,07 \, г/моль\]

Теперь мы можем найти количество вещества этана:

\[n = \frac{V \cdot P}{RT}\]

5. Итак, мы получаем, что количество вещества этана составляет:

\[n = \frac{78 \, л \cdot P}{R \cdot T}\]

где \(P\) - давление газа, \(T\) - температура газа (в Кельвинах), \(R\) - универсальная газовая постоянная.

6. Наконец, используя полученное количество вещества этана и его молекулярную массу, мы можем найти массу этана:

\[m = n \cdot M\]

где \(m\) - масса этана (в граммах), \(n\) - количество вещества этана (в молях), \(M\) - молекулярная масса этана (в граммах на моль).

Пожалуйста, укажите давление и температуру в условиях этого эксперимента, и я помогу вам конкретно решить задачу, найдя массу натрия, необходимую для синтеза Вюрца.