Каков состав газовой смеси, полученной в результате реакции между глицерином массой 18,4 г и избытком натрия, после смешивания с этиленом объемом 7,84 дм3 (н.у.) и прохождения через платиновый катализатор? Выразите состав газовой смеси в объемных долях.
Морской_Шторм
Для решения этой задачи необходимо знать химическое уравнение реакции между глицерином и натрием. По уравнению реакции можно определить вещества, которые принимают участие в реакции и их количества.
Химическое уравнение реакции выглядит следующим образом:
\( C_3H_8O_3 + 3Na \rightarrow C_3H_5(OH)_3 + 3NaOH \)
По уравнению видно, что каждая молекула глицерина взаимодействует с тремя молекулами натрия, образуя трехмолекулярные общие продукты: глицерол и гидроксид натрия.
Теперь необходимо вычислить количество глицерина, используя его массу, молярную массу и число Авогадро:
Молярная масса глицерина (C3H8O3) равна 92,09 г/моль (углерод 3 * 12,01 г/моль, водород 8 * 1,01 г/моль, кислород 3 * 16,00 г/моль).
Количество молей глицерина можно вычислить, разделив его массу на молярную массу:
\( n_{глиц} = \frac{m_{глиц}}{M_{глиц}} \)
\( n_{глиц} = \frac{18,4 \, г}{92,09 \, г/моль} \approx 0,2 \, моль \)
Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу глицерина приходится одна молекула глицерола. Таким образом, количество молекул глицерола будет таким же, как количество молекул глицерина:
\( n_{глицерол} = n_{глиц} \approx 0,2 \, моль \)
Аналогично, по уравнению реакции видно, что на каждую молекулу глицерина приходится три молекулы гидроксида натрия. Таким образом, количество молекул гидроксида натрия будет в три раза больше количества молекул глицерина:
\( n_{NaOH} = 3 \cdot n_{глиц} = 3 \cdot 0,2 \, моль = 0,6 \, моль \)
Теперь рассмотрим вторую часть задачи - смешивание с этиленом. Для определения объемных долей газов в газовой смеси можно использовать соотношение между их объемами, основанное на их молярных соотношениях.
Согласно уравнению реакции, между глицерином и натрием не осталось избытка натрия. Таким образом, количество молекул этилена и гидроксида натрия будет равно количеству молекул глицерола.
Рассчитаем количество молекул этилена (C2H4) с использованием его объема и числа Авогадро:
\( V_{эт} = 7,84 \, дм^3 \)
Молярный объем идеального газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль или 22,4 дм^3/моль.
\( n_{эт} = \frac{V_{эт}}{V_{mоль}} \)
\( n_{эт} = \frac{7,84 \, дм^3}{22,4 \, дм^3/моль} \approx 0,35 \, моль \)
Таким образом, количество молекул этилена будет примерно равно 0,35 моль.
Так как количество молекул глицерина, гидроксида натрия и этилена примерно одинаково, то газовая смесь будет содержать глицерол, гидроксид натрия и этилен в примерно одинаковых объемных долях.
Ответ: Газовая смесь будет содержать глицерол, гидроксид натрия и этилен в примерно одинаковых объемных долях.
Химическое уравнение реакции выглядит следующим образом:
\( C_3H_8O_3 + 3Na \rightarrow C_3H_5(OH)_3 + 3NaOH \)
По уравнению видно, что каждая молекула глицерина взаимодействует с тремя молекулами натрия, образуя трехмолекулярные общие продукты: глицерол и гидроксид натрия.
Теперь необходимо вычислить количество глицерина, используя его массу, молярную массу и число Авогадро:
Молярная масса глицерина (C3H8O3) равна 92,09 г/моль (углерод 3 * 12,01 г/моль, водород 8 * 1,01 г/моль, кислород 3 * 16,00 г/моль).
Количество молей глицерина можно вычислить, разделив его массу на молярную массу:
\( n_{глиц} = \frac{m_{глиц}}{M_{глиц}} \)
\( n_{глиц} = \frac{18,4 \, г}{92,09 \, г/моль} \approx 0,2 \, моль \)
Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу глицерина приходится одна молекула глицерола. Таким образом, количество молекул глицерола будет таким же, как количество молекул глицерина:
\( n_{глицерол} = n_{глиц} \approx 0,2 \, моль \)
Аналогично, по уравнению реакции видно, что на каждую молекулу глицерина приходится три молекулы гидроксида натрия. Таким образом, количество молекул гидроксида натрия будет в три раза больше количества молекул глицерина:
\( n_{NaOH} = 3 \cdot n_{глиц} = 3 \cdot 0,2 \, моль = 0,6 \, моль \)
Теперь рассмотрим вторую часть задачи - смешивание с этиленом. Для определения объемных долей газов в газовой смеси можно использовать соотношение между их объемами, основанное на их молярных соотношениях.
Согласно уравнению реакции, между глицерином и натрием не осталось избытка натрия. Таким образом, количество молекул этилена и гидроксида натрия будет равно количеству молекул глицерола.
Рассчитаем количество молекул этилена (C2H4) с использованием его объема и числа Авогадро:
\( V_{эт} = 7,84 \, дм^3 \)
Молярный объем идеального газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль или 22,4 дм^3/моль.
\( n_{эт} = \frac{V_{эт}}{V_{mоль}} \)
\( n_{эт} = \frac{7,84 \, дм^3}{22,4 \, дм^3/моль} \approx 0,35 \, моль \)
Таким образом, количество молекул этилена будет примерно равно 0,35 моль.
Так как количество молекул глицерина, гидроксида натрия и этилена примерно одинаково, то газовая смесь будет содержать глицерол, гидроксид натрия и этилен в примерно одинаковых объемных долях.
Ответ: Газовая смесь будет содержать глицерол, гидроксид натрия и этилен в примерно одинаковых объемных долях.
Знаешь ответ?