Який обсяг хлору можна отримати з 100 кг хлороводню і 16 мл кисню в ході процесу Дікона?

Luna

2

Для решения задачи, нам необходимо знать уравнение реакции, которая происходит в процессе Диакона. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[2HCl + O_2 \rightarrow 2Cl_2 + 2H_2O\]

Из уравнения видно, что 2 молекулы HCl реагируют с 1 молекулой \(O_2\) и образуются 2 молекулы \(Cl_2\) и 2 молекулы \(H_2O\).

Для решения задачи, мы можем использовать пропорцию между количеством вещества и их массой. Используя молярную массу каждого элемента, мы можем вычислить количество вещества HCl и \(O_2\), которое у нас есть.

Молярная масса HCl равна 36.46 г/моль, а молярная масса \(O_2\) равна 32 г/моль.

Теперь, используя массу HCl и молярную массу, мы можем вычислить количество вещества HCl:

\[100 \, \text{кг} \times \frac{1000 \, \text{г}}{1 \, \text{кг}} \times \frac{1 \, \text{моль}}{36.46 \, \text{г}} = \text{количество вещества HCl}\]

Аналогично, используя массу \(O_2\) и молярную массу, мы можем вычислить количество вещества \(O_2\):

\[16 \, \text{мл} \times \frac{1 \, \text{л}}{1000 \, \text{мл}} \times \frac{1 \, \text{моль}}{32 \, \text{г}} = \text{количество вещества \(O_2\)}\]

Так как уравнение реакции говорит нам, что 2 молекулы HCl реагируют с 1 молекулой \(O_2\), мы можем использовать это соотношение, чтобы определить, какое количество молекул \(O_2\) будет использовано в реакции. Мы разделим количество вещества \(O_2\) на 1/2 чтобы получить количество молекул \(O_2\), которое реагирует с данным количеством HCl.

Теперь, используя количество молекул \(O_2\) и молярную массу \(Cl_2\), мы можем вычислить массу \(Cl_2\), полученную в результате реакции:

\[\text{количество молекул \(O_2\)} \times \frac{2 \, \text{моль \(Cl_2\)}}{1 \, \text{моль \(O_2\)}} \times \frac{2 \, \text{атома Cl}}{1 \, \text{мол \(Cl_2\)}} \times \frac{35.45 \, \text{г}}{1 \, \text{атом Cl}} = \text{масса \(Cl_2\) }\]

Таким образом, мы можем получить объем \(Cl_2\), зная его масу. Объем \(Cl_2\) можно рассчитать, зная плотность \(Cl_2\), которая составляет примерно 3.214 г/л:

\[\text{масса \(Cl_2\)} \times \frac{1 \, \text{л}}{3.214 \, \text{г}} = \text{объем \(Cl_2\)}\]

После проведения всех необходимых вычислений, мы получим конечный ответ, который будет указывать объем \(Cl_2\), полученного в результате реакции Диакона.

Обратите внимание, что для более точного ответа нужно также учесть условия реакции, такие как температура и давление, которые могут влиять на объем исходных веществ и продуктов реакции. Также необходимо учесть, что процесс Диакона является идеализированным и в реальных условиях может происходить с некоторыми потерями и примесями.