Сколько литров хлора (нормальных условий) с 80%-ной чистотой требуется для реакции с 180 г 50%-ной уксусной кислоты?

Korova

46

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

1. Прежде чем начать, мы должны определить уравнение реакции между хлором и уксусной кислотой. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ Cl_2 + 2CH_3COOH \rightarrow 2HCl + CH_3COOCl \]

2. Из уравнения видно, что одна молекула хлора (Cl2) реагирует с двумя молекулами уксусной кислоты (CH3COOH) для образования двух молекул HCl и одной молекулы уксусного хлорида (CH3COOCl). Уксусный хлорид образуется в результате реакции.

3. Теперь, чтобы определить количество хлора, необходимое для реакции с 180 г уксусной кислоты, мы должны использовать соотношение между массой и молярной массой.

4. Молярная масса хлора (Cl2) составляет примерно 70 г/моль, а молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) составляет примерно 60 г/моль.

5. В данном случае, у нас есть 180 г уксусной кислоты, содержащей 50% раствор.

6. Чтобы определить количество уксусной кислоты, необходимое для реакции с хлором, мы должны учесть концентрацию уксусной кислоты в растворе.

7. 50% уксусной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 50 г уксусной кислоты.

8. Следовательно, мы можем рассчитать количество уксусной кислоты, используя пропорцию:

\[
\frac{50\text{ г}}{100\text{ г}} = \frac{180\text{ г}}{x}
\]

Где x - количество уксусной кислоты, необходимое для реакции.

9. Путем решения этой пропорции, мы получаем значение x, равное 360 г.

10. Теперь мы можем рассчитать количество хлора, используя массу уксусной кислоты, необходимой для реакции.

11. Поэтому, используя пропорцию:

\[
\frac{70\text{ г}}{1\text{ моль}} = \frac{360\text{ г}}{y}
\]

Где y - количество хлора, необходимое для реакции.

12. Путем решения этой пропорции, мы получаем значение y, равное 5,14 моля хлора.

13. Наконец, чтобы рассчитать количество литров хлора, мы должны использовать соотношение между объемом (литрами) и числом молей хлора.

14. Одна моль газа занимает примерно 22,4 литра при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм).

15. Следовательно, чтобы рассчитать количество литров хлора, необходимое для реакции, мы можем использовать пропорцию:

\[
\frac{1\text{ моль}}{22,4\text{ л}} = \frac{5,14\text{ моль}}{z}
\]

Где z - количество литров хлора.

16. Путем решения этой пропорции, мы получаем значение z, равное примерно 115,09 литрам хлора.

Итак, мы пришли к выводу, что для реакции с 180 г 50%-ной уксусной кислоты требуется около 115,09 литров хлора (нормальных условий) с 80%-ной чистотой.

Пожалуйста, обратите внимание, что это приближенное значение, так как мы использовали молярные массы и объемные соотношения для оценки количества требуемого хлора.