Какая масса металла может быть произведена из 10 кг тетрахлорида титана, если его выход составляет 90%? Сколько

Чтобы решить эту задачу, нам нужно несколько шагов. Давайте начнем с первой части вопроса: определение массы металла, который может быть произведен из 10 кг тетрахлорида титана с выходом в 90%.

Шаг 1: Определение молярной массы тетрахлорида титана.
Тетрахлорид титана имеет формулу TiCl4. Чтобы определить его молярную массу, мы суммируем атомные массы всех его элементов.

Атомная масса титана (Ti) = 47,87 г/моль
Атомная масса хлора (Cl) = 35,45 г/моль

Молярная масса тетрахлорида титана:
M( TiCl4 ) = ( 47,87 г/моль ) + 4 * ( 35,45 г/моль)
M( TiCl4 ) = 47,87 г/моль + 141,8 г/моль
M( TiCl4 ) = 189,67 г/моль

Шаг 2: Определение количества моль тетрахлорида титана.
Чтобы определить количество моль тетрахлорида титана в 10 кг, мы разделяем его массу на его молярную массу.

Масса ТиПbСl4 = 10 кг = 10000 г
Количество моль ТиС14 = (Масса ТиС14 ) / (Молярная масса ТиС14 )
Количество моль ТиС14 = 10000 г / 189,67 г/моль ≈ 52,72 моль

Шаг 3: Определение массы произведенного металла.
Теперь, когда у нас есть количество моль тетрахлорида титана, мы можем определить массу произведенного металла. Согласно условию, выход составляет 90%, значит 10% уходит в отходы. Масса металла будет равна 90% от общей массы тетрахлорида титана.

Масса металла = 0.9 * масса тетрахлорида титана
Масса металла = 0.9 * 10000 г = 9000 г = 9 кг

Таким образом, можно получить 9 кг металла из 10 кг тетрахлорида титана.

Теперь давайте перейдем ко второй части вопроса: сколько килограммов натрия необходимо для восстановления.

Титан в тетрахлориде титана имеет окисление +4. Чтобы восстановить его до формы металла, нам понадобится натрий, который имеет окисление 0 и может перейти в окисление +1.

Шаг 1: Определение количества моль титана, существующего в тетрахлориде титана.
Мы уже определили, что у нас есть 52,72 моль тетрахлорида титана. Поскольку соотношение TiCl4 к Ti составляет 1:1, количество моль титана также составляет 52,72 моль.

Шаг 2: Определение количества моль натрия, необходимого для восстановления.
Так как у нас есть соотношение 1:1 между титаном и натрием, количество моль натрия также составляет 52,72 моль.

Шаг 3: Определение массы натрия.
Масса натрия = количество моль * молярная масса

Молярная масса натрия (Na) = 22,99 г/моль
Масса натрия = 52,72 моль * 22,99 г/моль ≈ 1210,6 г = 1,21 кг

Таким образом, нам понадобится примерно 1,21 кг натрия для восстановления 10 кг тетрахлорида титана.