Какую массу уксусного альдегида можно получить из 11,2 л ацетилена (н. у.) по реакции Кучерова, если...

Чтобы определить массу уксусного альдегида, которую можно получить из 11,2 литров ацетилена при нормальных условиях, с учётом 90% выхода, следует пройти через несколько этапов расчётов.

1. Определение количества вещества ацетилена (C₂H₂):

   При нормальных условиях (н.у.) один моль любого газа занимает объём 22,4 литра. Поэтому количество молей ацетилена можно найти по формуле:

   [ n = \frac{V}{V_m} = \frac{11,2 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль} ]

2. Реакция Кучерова:

   Ацетилен в присутствии водного раствора соли ртути превращается в уксусный альдегид (CH₃CHO). Схема реакции:

   [ \text{C}_2\text{H}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CH}_3\text{CHO} ]

   Из уравнения реакции видно, что 1 моль ацетилена даёт 1 моль уксусного альдегида.

3. Определение теоретического количества уксусного альдегида:

   Так как 0,5 моль ацетилена даёт 0,5 моль уксусного альдегида, то сначала найдем его теоретическую массу. Молярная масса уксусного альдегида (CH₃CHO) составляет:

   [ M(\text{CH}_3\text{CHO}) = 12 \times 2 + 1 \times 4 + 16 = 44 \, \text{г/моль} ]

   Следовательно, теоретическая масса уксусного альдегида:

   [ m = n \times M = 0,5 \, \text{моль} \times 44 \, \text{г/моль} = 22 \, \text{г} ]

4. Учёт реального выхода реакции:

   Учитывая, что массовая доля выхода альдегида составляет 90%, реальная масса уксусного альдегида будет:

   [ m_{\text{реальная}} = 22 \, \text{г} \times 0,9 = 19,8 \, \text{г} ]

Таким образом, из 11,2 литров ацетилена при нормальных условиях можно получить 19,8 граммов уксусного альдегида с учётом 90% выхода реакции.

Для реакции получения уксусного альдегида по реакции Кучерова из ацетилена (C2H2) необходимо уравнять уравнение реакции:

C2H2 + 2H2O → CH3CHO + H2

Согласно уравнению, одна моль ацетилена (C2H2) дает одну моль уксусного альдегида (CH3CHO). Молярная масса ацетилена (C2H2) составляет 26 г/моль, а молярная масса уксусного альдегида (CH3CHO) - 44 г/моль.

Теперь рассчитаем, сколько моль ацетилена (C2H2) содержится в 11,2 л при нормальных условиях (н. у.):

PV = nRT

где P = 1 атм, V = 11,2 л, R = 0,0821 л·атм/моль·К, T = 273 K

n = PV / RT = (1 атм 11,2 л) / (0,0821 л·атм/моль·К 273 K) ≈ 0,47 моль

Учитывая, что массовая доля выхода альдегида составляет 90%, количество полученного уксусного альдегида будет:

0,47 моль 44 г/моль 0,90 ≈ 19,8 г

Таким образом, масса уксусного альдегида, которую можно получить из 11,2 л ацетилена (н. у.) по реакции Кучерова, составляет примерно 19,8 г.