Яка кількість грамів карбіду кальцію потрібна для отримання 4, 48 літрів ацетилену, якщо об ємний вихід ацетилену

Тимофей

37

Для решения данной задачи нам необходимо определить массу карбида кальция, которая нужна для получения данного объема ацетилена.

Для начала, нам потребуется информация о реакции образования ацетилена из карбида кальция по уравнению:

\[
CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2
\]

Из данного уравнения видно, что каждый моль карбида кальция превращается в 1 моль ацетилена. Таким образом, нужно определить, сколько моль ацетилена содержится в 4,48 литров (это можно сделать, зная, что у Водорода 1 моль массы 22,4 л).

Объем ацетилена можно рассчитать с использованием формулы:

\[
V = \frac{{n \cdot R \cdot T}}{{P}}
\]

Где V - объем газа, n - количество молей газа, R - газовая постоянная (0,0821 л \cdot атм/моль \cdot К), T - температура в Кельвинах, P - давление газа в атмосферах.

В нашем случае, мы знаем, что объем ацетилена равен 4,48 литра, температура и давление не указаны, поэтому мы будем считать, что они равны нормальным условиям (температура 273,15 K, давление 1 атмосфера).

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

\[
4,48 = \frac{{n \cdot 0,0821 \cdot 273,15}}{{1}}
\]

Решая это уравнение относительно n, найдем количество молей ацетилена:

\[
n = \frac{{4,48}}{{0,0821 \cdot 273,15}}
\]

n ≈ 0,204 моль

Таким образом, мы получили, что количество молей ацетилена равно приблизительно 0,204 моль.

Теперь, чтобы получить массу карбида кальция, мы должны учитывать, что объемный выход ацетилена составляет 80% от теоретического значения. Зная, что из 1 моля карбида кальция получается 1 моль ацетилена, мы можем рассчитать массу карбида кальция следующим образом:

\[
m = n \cdot M_{CaC_2}
\]

Где m - масса карбида кальция, M_{CaC_2} - молярная масса карбида кальция.

Молярная масса карбида кальция равна сумме молярных масс кальция и углерода:

\[
M_{CaC_2} = M_{Ca} + 2 \cdot M_{C}
\]

Ответ:
Для получения 4,48 литров ацетилена при объемном выходе 80% от теоретического, нам потребуется масса карбида кальция, рассчитанная по формуле:

\[
m = n \cdot M_{CaC_2}
\]

Где n - количество молей ацетилена, рассчитанное по формуле:

\[
n = \frac{{4,48}}{{0,0821 \cdot 273,15}}
\]

M_{CaC_2} - молярная масса карбида кальция, рассчитанная по формуле:

\[
M_{CaC_2} = M_{Ca} + 2 \cdot M_{C}
\]

Результаты всех вычислений позволят определить точную массу карбида кальция.