Какой состав газовой смеси образовался после реакции при смешивании глицерина массой 18,4 г с избытком
Объяснение: Чтобы определить состав газовой смеси после реакции, необходимо использовать принцип стехиометрии. Начнем с записи химического уравнения реакции смешивания глицерина, натрия и этена.
C3H8O3 + 3Na + C2H4 → 3CH4 + 3NaOH
Из уравнения видно, что каждая молекула глицерина C3H8O3 реагирует с 3 молекулами натрия Na и с одной молекулой этена C2H4, образуя 3 молекулы метана CH4 и 3 молекулы гидроксида натрия NaOH.
Масса глицерина равна 18,4 г. Молярная масса глицерина равна 92,1 г/моль. Количество вещества глицерина можно рассчитать, разделив массу на молярную массу:
n(C3H8O3) = масса глицерина / молярная масса глицерина
n(C3H8O3) = 18,4 г / 92,1 г/моль = 0,2 моль
Так как глицерин участвует в реакции в соотношении 1:1, то количество вещества натрия также равно 0,2 моль. Количество вещества этена можно рассчитать, зная его объем и условия нормальных условий (температура 0°C и давление 1 атм):
n(C2H4) = V(C2H4) / Vm
n(C2H4) = 7,84 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,35 моль
Так как этен участвует в реакции в соотношении 1:3, то количество вещества метана равно 3 * 0,35 моль = 1,05 моль. Количество вещества гидроксида натрия также равно 0,2 моль.
Объемная доля компонентов в газовой смеси определяется как отношение количества вещества каждого компонента к общему количеству вещества:
Объемная доля метана = n(CH4) / (n(CH4) + n(NaOH))
Объемная доля метана = 1,05 моль / (1,05 моль + 0,2 моль) = 0,84
Объемная доля гидроксида натрия = n(NaOH) / (n(CH4) + n(NaOH))
Объемная доля гидроксида натрия = 0,2 моль / (1,05 моль + 0,2 моль) = 0,16
Таким образом, состав газовой смеси после реакции будет следующим: объемная доля метана — 0,84 (84%), объемная доля гидроксида натрия — 0,16 (16%).
Совет: Для более легкого понимания органических реакций и стехиометрии рекомендуется углубленное изучение таких концепций, как молярная масса, количество вещества, химические уравнения и взаимосвязь между объемом и количеством вещества. Работа с примерами задач поможет закрепить эти знания.
Упражнение: Если бы глицерин был массой 25 г, какой бы был состав газовой смеси в объемных долях?