Сколько mno2 и какой объем соляной кислоты с w(hcl) = 35 % (р = 1,2 г/мл) следует использовать для получения

Zhuzha

4

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать уравнение реакции, затем найти количество молей метана, и, наконец, определить количество мно2 и объем соляной кислоты, необходимых для полного хлорирования метана.

Данное уравнение реакции описывает реакцию хлорирования метана:

CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl

Чтобы определить количество молей метана, используем формулу:

n = V / Vm

где n - количество молей, V - объем метана, Vm - молярный объем метана при н.у. (нормальных условиях), который равен 22,4 л/моль.
Подставим значения:

n = 11,2 л / 22,4 л/моль
n = 0,5 моль

Из уравнения реакции видно, что для полного хлорирования 1 моль метана требуется 1 моль хлора.

Таким образом, для 0,5 моль метана понадобится 0,5 моль хлора.
Так как соотношение между мно2 и хлором в реакции 1:2, то нам понадобится в два раза больше моль мно2, чем моль хлора.

Теперь рассмотрим расчет количества мно2.
Для 0,5 моль хлора нам понадобится 0,25 моль мно2:

n(mno2) = 0,5 моль хлора * (1 моль мно2 / 2 моль хлора)
n(mno2) = 0,25 моль мно2

Чтобы перевести количество молей в массу мно2, используем формулу:

m = n * M

где m - масса, n - количество молей, M - молярная масса мно2, которая равна 86,94 г/моль.

m(mno2) = 0,25 моль мно2 * 86,94 г/моль
m(mno2) = 21,735 г мно2

Теперь рассмотрим расчет объема соляной кислоты.
Для 0,5 моль хлора нам понадобится 0,5 моль соляной кислоты.

Так как плотность соляной кислоты w(hcl) = 35% (р = 1,2 г/мл), мы можем использовать формулу:

V = m / (ρ * w)

где V - объем, m - масса, ρ - плотность, w - массовая доля.

Массу соляной кислоты (m(HCl)) найдем, используя формулу:

m(HCl) = n(HCl) * M(HCl)

где m(HCl) - масса соляной кислоты, n(HCl) - количество молей соляной кислоты, M(HCl) - молярная масса соляной кислоты.

n(HCl) = 0,5 моль соляной кислоты
M(HCl) = 36,461 г/моль (молярная масса соляной кислоты)

m(HCl) = 0,5 моль соляной кислоты * 36,461 г/моль
m(HCl) = 18,2305 г соляной кислоты

Теперь подставим найденные значения в уравнение для объема:

V = 18,2305 г / (1,2 г/мл * 0,35)
V ≈ 42,1 мл

Таким образом, для полного хлорирования 11,2 л (н.у.) метана необходимо использовать около 21,735 г mno2 и примерно 42,1 мл соляной кислоты с концентрацией w(hcl) = 35 % (р = 1,2 г/мл).