Сколько водорода будет необходимо для полной гидрирования 11,2 литра бутадиена?

Черепаха

14

Для решения данной задачи, нам необходимо знать химическую формулу бутадиена и реакцию его гидрирования.

Бутадиен - это углеводород с формулой C4H6. При гидрировании бутадиена реакция протекает с образованием бутена-1,4-диола, который имеет формулу C4H8O2.

Реакция гидрирования бутадиена выглядит следующим образом:

\[
C4H6 + H2 \rightarrow C4H8O2
\]

На основе этой реакции, можно сформулировать принцип сохранения массы, который гласит, что масса реагентов должна быть равна массе продуктов реакции.

Для решения задачи нам необходимо найти количество водорода (H2), необходимое для полной гидрирования 11,2 литра бутадиена (C4H6).

Для начала, давайте найдем молекулярную массу бутадиена. Молекулярная масса C4H6 равна:

\[
4 \times \text{молярная масса углерода} + 6 \times \text{молярная масса водорода}
\]

Молярная масса углерода (C) равна 12 г/моль, а молярная масса водорода (H) равна 1 г/моль. Подставим значения и выполним вычисления:

\[
4 \times 12 \, \text{г/моль} + 6 \times 1 \, \text{г/моль} = 48 \, \text{г/моль}
\]

Теперь найдем количество моль бутадиена (C4H6) в 11,2 литрах при нормальных условиях (0°C и 1 атм):

\[
\text{количество моль} = \frac{\text{объем (л)}}{\text{молярный объем}} = \frac{11,2}{22,4} = 0,5 \, \text{моль}
\]

Теперь, используя уравнение реакции, мы можем вычислить моль гидрированного продукта (C4H8O2), которое совпадает с молью бутадиена (C4H6):

\[
\text{моль H2} = \text{моль C4H6} = 0,5 \, \text{моль}
\]

Таким образом, для полной гидрирования 11,2 литра бутадиена понадобится 0,5 моль водорода (H2). Определить массу водорода можно, зная его молярную массу, которая равна 2 г/моль:

\[
\text{масса водорода} = \text{количество моль} \times \text{молярная масса} = 0,5 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 1 \, \text{г}
\]

Таким образом, для полной гидрирования 11,2 литра бутадиена будет необходимо 1 грамм водорода.