Какова масса полученной уксусной кислоты в результате окисления 33,6 л (н.у.) бутана при 80% выходе? (Запишите число

Васька

34

Чтобы решить эту задачу, мы сначала должны установить баланс химического уравнения окисления бутана.

Бутан может окисляться до уксусной кислоты по следующему уравнению реакции:
\[C_4H_{10} + \frac{13}{2}O_2 → 4CO_2 + 5H_2O\]

Из уравнения видно, что каждый моль бутана превращается в 4 молекулы \(CO_2\) и 5 молекул воды. Теперь нам необходимо вычислить количество молей бутана в 33,6 л (н.у.).

Для этого мы можем использовать идеальный газовый закон \(PV = nRT\), где \(P\) - давление газа, \(V\) - его объем, \(n\) - количество молей газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная и \(T\) - температура в кельвинах.

У нас указан объем бутана, поэтому сначала изменим объем на моль бутана, используя следующую формулу:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

где \(V_m\) - молярный объем, равный \(22,4\) л/моль при стандартных условиях (н.у.).

Подставив значения, получим:

\[n = \frac{33,6 \, л}{22,4 \, л/моль} = 1,5 \, моль\]

Теперь у нас есть количество молей бутана. Поскольку процентный выход уксусной кислоты составляет \(80\%\), мы можем вычислить количество молей уксусной кислоты, которое получается из 1 моля бутана:

\[n_{укс} = 1 \, моль \times 0,8 = 0,8 \, моль\]

Наконец, мы можем найти массу уксусной кислоты, используя молярную массу уксусной кислоты (\(CH_3COOH\)), которая равна \(60,05 \, г/моль\):

\[m_{укс} = n_{укс} \times M_{укс} = 0,8 \, моль \times 60,05 \, г/моль = 48,04 \, г\]

Таким образом, масса полученной уксусной кислоты составляет примерно \(48\) граммов (с точностью до целых чисел).