Сколько литров водорода, измеренных при нормальных условиях (л.н.у), необходимо для синтеза 45 г этиламина?

Artemovna

59

Для решения данной задачи, нам потребуется знать данные о молярной массе этиламина и его удельной массовой плотности при нормальных условиях. Однако, нам не известна молярная масса этиламина, поэтому необходимо окончательно решить данную задачу.

Возьмем уравнение реакции синтеза этиламина:
\[ \text{2C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{2NH}_3 \rightarrow \text{C}_4\text{H}_{12}\text{N}_2\text{O} + \text{2H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что для получения одной молекулы этиламина требуется 2 молекулы водорода \( \left( \text{2H}_2 \right) \).

Для начала, найдем количество вещества этиламина в молях, используя соотношение между массой вещества, его молярной массой и числом молей:
\[ n = \frac{m}{M} \]

где \( n \) - количество вещества в молях, \( m \) - масса вещества в граммах, \( M \) - молярная масса вещества в г/моль.

Молярная масса этиламина равна около \( 45 \, \text{г/моль} \). Теперь мы можем рассчитать количество вещества этиламина:
\[ n = \frac{45 \, \text{г}}{45 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль} \]

Исходя из уравнения реакции, для получения 1 моля этиламина требуется 2 моля водорода. Значит, нам понадобится 2 моля водорода.

Теперь, используя идеальный газовый закон и знание нормальных условий, мы можем рассчитать объем водорода:
\[ V = n \cdot V_m \]

где \( V \) - объем водорода, \( n \) - количество вещества водорода, \( V_m \) - молярный объем газа в стандартных условиях. Значение молярного объема \( V_m \) равно примерно \( 22.4 \, \text{л/моль} \).

Подставляя значения, получаем:
\[ V = 2 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 44.8 \, \text{л} \]

Таким образом, для синтеза 45 г этиламина при нормальных условиях нам потребуется около 44.8 литров водорода.