Кількість аніліну, яку добули під час відновлення нітробензену, становить 827,7 г. Яким був обсяг використаного водню

Для решения данной задачи нам необходимо использовать реакционное уравнение баланса и применить знания о законе сохранения массы и доле выхода продукта.

Реакция, описывающая процесс восстановления нитробензена в анилин, выглядит следующим образом:

$$\text{{C6H5NO2 + 6H2 -> C6H5NH2 + 2H2O}}$$

По данному уравнению, чтобы восстановить 1 моль нитробензена (C6H5NO2), необходимо использовать 6 молей водорода (H2). Зная массу анилина (827,7 г) и долю выхода продукта (89%), мы можем определить массу теоретически возможного анилина.

Доля вихід аниліну можна обчислити, поділив масу аниліну на масу аниліну за наявності 99% вихіду продукту (100% - 99% = 1% втрати):

$$\text{{Доля вихіду аниліну}}=\frac{\text{{Маса аниліну}}}{\text{{Маса аниліну із 99\% вихіду}}}\cdot 100\mathrm{\%}$$

$$\text{{Доля вихіду аниліну}}=\frac{827,7}{\text{{Маса аниліну із 99\% вихіду}}}\cdot 100\mathrm{\%}=89\mathrm{\%}$$

Тепер рішим рівняння відношення, щоб знайти масу аниліну із 99% вихіду:

$$\text{{Доля вихіду аниліну із 99\% вихіду}}=\frac{827,7\text{{ г}}}{\text{{Маса аниліну із 99\% вихіду}}}\cdot 100\mathrm{\%}=89\mathrm{\%}$$

Щоб знайти масу аниліну при 99% вихіду, можемо скористатися пропорцією:

$$\frac{\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}}{1\text{{ моль аниліну}}}=\frac{\text{{Маса аниліну з 89\% вихіду}}}{1\text{{ моль аниліну}}}$$

Отже,

$$\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}=\text{{Маса аниліну з 89\% вихіду}}\cdot \frac{1\text{{ моль аниліну}}}{1\text{{ моль аниліну}}}$$

З нашої пропорції отримуємо,

$$\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}=\left(\frac{\text{{Маса аниліну з 89\% вихіду}}}{1\text{{ моль аниліну}}}\right)\cdot 1\text{{ моль аниліну}}$$

Пропорція може бути спрощена до:

$$\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}=\text{{Маса аниліну з 89\% вихіду}}$$

Підставимо відомі дані в цю формулу:

$$\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}=827.7\text{{ г}}$$

Отже, з наших обчислень маємо:

$$\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}=\text{{Маса аниліну з 89\% вихіду}}=827.7\text{{ г}}$$

Тепер, знаючи, що маса аниліну з 99% вихіду становить 827.7 г, можемо обчислити обсяг використаного водню.

Кількість молей аниліну з 99% вихіду може бути визначена за допомогою формули:

$$\text{{Кількість молей аниліну з 99\% вихіду}}=\frac{\text{{Маса аниліну з 99\% вихіду}}}{\text{{Молярна маса аниліну}}}$$

Молярна маса аниліну (C6H5NH2) складає 93.128 г/моль.

Застосуємо відповідні числа:

$$\text{{Кількість молей аниліну з 99\% вихіду}}=\frac{827.7\text{{ г}}}{93.128\text{{ г/моль}}}$$

Підставляючи ці числа в калькулятор, отримуємо:

$$\text{{Кількість молей аниліну з 99\% вихіду}}\approx 8.88\text{{ моль}}$$

Тепер ми знаємо, що для одного моля нитробензена (C6H5NO2) потрібно використовувати 6 молей водню (H2).

Отже, кількість молей водню може бути обчислена за допомогою формули:

$$\text{{Кількість молей водню}}=\text{{Кількість молей аниліну з 99\% вихіду}}\times 6$$

Підставимо відповідні числа:

$$\text{{Кількість молей водню}}=8.88\text{{ моль}}\times 6$$

Обчислюючи це значення, ми отримаємо:

$$\text{{Кількість молей водню}}=53.28\text{{ моль}}$$

Тепер, щоб знайти обсяг використаного водню, використовуємо формулу:

$$\text{{Об"єм водню}}=\text{{Кількість молей водню}}\times \text{{Молярний об"єм водню}}$$

Молярний об"єм водню (H2) дорівнює 22.4 л/моль.

Підставляємо відповідні числа:

$$\text{{Об"єм водню}}=53.28\text{{ моль}}\times 22.4\text{{ л/моль}}$$

Обчислюючи це значення, ми отримаємо:

$$\text{{Об"єм водню}}\approx 1193.472\text{{ л}}$$

Отже, об"єм використаного водню у цій реакції становить приблизно 1193.472 л.