Какой объем кислорода требуется для синтеза 60 килограммов метанала каталитическим окислением этанола, если массовая

Kristina

19

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться химическим уравнением и знаниями о стехиометрии реакций.

Каталитическое окисление этанола приводит к образованию метанала (CH3CHO) и кислорода (O2) по следующему уравнению:

\[C2H5OH + \frac{3}{2}O2 \rightarrow CH3CHO + H2O\]

Дано, что массовая доля выхода продукции (CH3CHO) составляет 56%. Это значит, что из 60 кг этанола, 56% превращается в метанал.

Мы знаем молярную массу этанола (C2H5OH), которая равна 46 г/моль. Чтобы определить количество молей этанола, нужно разделить массу этанола на его молярную массу:

Количество молей этанола = масса этанола / молярная масса этанола
Количество молей этанола = 60 кг / 46 г/моль

Теперь, рассмотрим соотношение стехиометрических коэффициентов в уравнении окисления этанола. Мы видим, что для образования 1 моля метанала требуется 1 моль этанола. Значит, количество молей метанала будет равно количеству молей этанола.

Количество молей метанала = 60 кг / 46 г/моль

Теперь, учитывая массовую долю выхода продукции (56%), найдем массу метанала:

Масса метанала = количество молей метанала * молярная масса метанала
Масса метанала = (60 кг / 46 г/моль) * молярная масса метанала

Также, зная соотношение стехиометрических коэффициентов, мы можем найти количество молей кислорода, необходимых для синтеза метанала. Рассмотрим уравнение окисления этанола:

\[C2H5OH + \frac{3}{2}O2 \rightarrow CH3CHO + H2O\]

Мы видим, что для образования 1 моля метанала требуется \( \frac{3}{2} \) моль кислорода. Значит, количество молей кислорода будет равно \( \frac{3}{2} \) раза количество молей метанала.

Количество молей кислорода = \( \frac{3}{2} \) * количество молей метанала

Наконец, чтобы найти объем кислорода в кубических единицах, нужно использовать соотношение между количеством вещества (в молях) и обьемом газа. Это соотношение задается универсальной газовой постоянной (R = 0,082 л * атм / моль * К):

Объем кислорода = количество молей кислорода * R * температура в К

В данной задаче, температура неизвестна, поэтому мы не можем точно определить объем кислорода в кубических единицах без этого параметра. Поэтому, ответ на задачу нельзя дать.