Лаборант выполнял перегонку октена-1. С помощью электроплитки он нагрел 448 г алкена до кипения (121 °С) . Внезапно он заметил слишком бурное вскипание жидкости и сразу убрал плитку. Но и без нагревания жидкость теперь кипела все более сильно, и в приемник струей стекал перегнанный октен-1. Лаборант подставил под колбу холодную баню, содержащую 1 л воды c температурой 10 °С. Это не остановило кипение алкена, но перегонка его пошла спокойнее. Вскоре процесс затих и в перегонной колбе остался массивный прозрачный твердый полимер. Вода в бане нагрелась до 20.8 °С. Позже лаборант вспоминал: «В тот день я «сварил козла» , сделав распространенную ошибку начинающего полимерщика. Я забыл добавить к алкену перед перегонкой ингибитор полимеризации гидрохинон. Без него начался неконтролируемый экзотермический процесс полимеризации алкена с образованием твердого полиолефина. Пока не было охлаждающей бани, вся выделившаяся теплота процесса полимеризации расходовалась на испарение и отгонку оставшегося мономерного алкена» .
Запишите уравнение полимеризации октена-1.
Вычислите массы полученных в результате твердого полимера и отогнанного жидкого октена-1. Известно, что H полимеризации октена-1 при температуре его кипения равна -70 кДж/моль, а H испарения его при температуре кипения равна +0.3 кДж/г. Теплоемкость воды равна 4.2 кДж/кг град.
Дайте оценку, использование водяной бани увеличило или уменьшило выход полимера?
Вот частично решение
Ответ.
n CH2=CHR( КАК СОСТАВИТЬ ФОРМУЛУ ЭТОГО МОНОМЕРА? Обязательно должно быть СН2=СН? ) = (-CH2-CHR-)n + Q
где R = C6H13
Найдем количество исходного алкена:
n = 448/112 = 4 моль.
Пусть х моль алкена отогнались, тогда (4-х) моль заполимеризовались.
Найдем количество теплоты, выделившееся при полимеризации алкена:
Q(полим. ) = 70(4-х) кДж.
Найдем количество теплоты, поглотившееся при испарении алкена:
Q(испар. ) = 0.3•112х = 33.6х кДж. ( ЧЕМ ПОГЛОТИЛОСЬ? Водой? Почему же тогда отдельно еще ниже считается ? )
Найдем количество теплоты, поглотившееся нагревшейся водой:
Q(нагр. воды) = 4.2•1•(20.8-10) = 45.36 кДж.
И, я так понимаю, суть этого процесса в том, что в колбе образуется полимер, а жидкость удаляется из этой колбы ?
Естественные науки
Помогите, пожалуйста, с задачей по химии
Так:
1) "КАК СОСТАВИТЬ ФОРМУЛУ ЭТОГО МОНОМЕРА? Обязательно должно быть СН2=СН? "
Формулу ЛЮБОГО алкена-1 можно изобразить как СН2=СНR, и указывая отдельно значение R
(в данном случае R означает -СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3) одним уравнением можно отобразить реакцию полимеризации ЛЮБЫХ алкенов-1.
n CH2=CHR ------> (-CH2-CHR-)n.
2) "ЧЕМ ПОГЛОТИЛОСЬ? Водой ?" Нет, поглотилось не водой, а испаряющимся октеном-1. Представь себе молекулу на поверхности жидкого алкена. Она притягивается к другим молекулам в жидкости за счет сил Ван-дер-Ваальса. Чтобы преодолеть действие этих сил и "оторвать" отдельную молекулу, нужно приложить тепловую энергию, которая называется теплотой испарения. Теплота испарения, отнесенная к единице массы испаряющегося вещества, называется удельной теплотой испарения. В случчае октена-1 (и других углеводородов) эти силы (Ван-дер-Ваальса) не очень велики, поэтому удельная теплота испарения октена-1 невелика, всего 0,3 кДж/г. Если бы испарялась вода, а молекулы воды притягиваются друг к другу занчительно более сильными ВОДОРОДНЫМИ связями, теплота испарения составляет около 2,26 кДж/г.
3) "Дайте оценку, использование водяной бани увеличило или уменьшило выход полимера? "
Евгений Егорейченков неправ, утверждая, что "использование вод. бани увеличило выход полимера, т. к. охлаждение водой способствовало протеканию экзотермической р-ии - р-ии полимеризации. ". Дело в том, что полимеризация алкенов - необратимая реакция, и принцип Ле-Шателье здесь неприменим. Но скорость реакции в том числе и полимеризации при более высокой температуре выше, чем при более низкой. Поэтому охлаждение водой СНИЗИЛО скорость полимеризации. Но скорость испарения мономера тоже снижается при снижении температуры. Поэтому и скорость испарения тоже СНИЗИЛАСЬ. А на что, больше повлияло охлаждение водой, на скорость полимеризации или скорость испарения, без точных расчетов на основании экспериментальных данных, сказать невозможно. Поэтому однозначного ответа на поставленный в задаче вопрос НЕТ.
Видимо автор задачи не задумался над этим, и решил, что охлаждение повлияло лишь на количество испаренного мономера. Если следовать по его логике, то нужно составить уравнения теплового баланса при охлаждении и без охлаждения В первом случае тепловой баланс такой:
Q(полим. ) = Q(испар. ) + Q(нагр. воды) .
Во втором случае: Q(полим. ) = Q(испар.) .
Подставив значения можно вычислить "Х" - количество отогнанного мономера. Понятно, что если рассуждать так, то количество испаренного мономера без охлаждения получится выше.
Но. еще раз повторяю, так будет только в том случае, если охлаждение водое не влияет на скорость полимеризации. А оно ВЛИЯЕТ, поэтому без охлаждения скорость полимеризации была бы выше, и не известно, больше бы отогналось мономера или меньше.
1) "КАК СОСТАВИТЬ ФОРМУЛУ ЭТОГО МОНОМЕРА? Обязательно должно быть СН2=СН? "
Формулу ЛЮБОГО алкена-1 можно изобразить как СН2=СНR, и указывая отдельно значение R
(в данном случае R означает -СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3) одним уравнением можно отобразить реакцию полимеризации ЛЮБЫХ алкенов-1.
n CH2=CHR ------> (-CH2-CHR-)n.
2) "ЧЕМ ПОГЛОТИЛОСЬ? Водой ?" Нет, поглотилось не водой, а испаряющимся октеном-1. Представь себе молекулу на поверхности жидкого алкена. Она притягивается к другим молекулам в жидкости за счет сил Ван-дер-Ваальса. Чтобы преодолеть действие этих сил и "оторвать" отдельную молекулу, нужно приложить тепловую энергию, которая называется теплотой испарения. Теплота испарения, отнесенная к единице массы испаряющегося вещества, называется удельной теплотой испарения. В случчае октена-1 (и других углеводородов) эти силы (Ван-дер-Ваальса) не очень велики, поэтому удельная теплота испарения октена-1 невелика, всего 0,3 кДж/г. Если бы испарялась вода, а молекулы воды притягиваются друг к другу занчительно более сильными ВОДОРОДНЫМИ связями, теплота испарения составляет около 2,26 кДж/г.
3) "Дайте оценку, использование водяной бани увеличило или уменьшило выход полимера? "
Евгений Егорейченков неправ, утверждая, что "использование вод. бани увеличило выход полимера, т. к. охлаждение водой способствовало протеканию экзотермической р-ии - р-ии полимеризации. ". Дело в том, что полимеризация алкенов - необратимая реакция, и принцип Ле-Шателье здесь неприменим. Но скорость реакции в том числе и полимеризации при более высокой температуре выше, чем при более низкой. Поэтому охлаждение водой СНИЗИЛО скорость полимеризации. Но скорость испарения мономера тоже снижается при снижении температуры. Поэтому и скорость испарения тоже СНИЗИЛАСЬ. А на что, больше повлияло охлаждение водой, на скорость полимеризации или скорость испарения, без точных расчетов на основании экспериментальных данных, сказать невозможно. Поэтому однозначного ответа на поставленный в задаче вопрос НЕТ.
Видимо автор задачи не задумался над этим, и решил, что охлаждение повлияло лишь на количество испаренного мономера. Если следовать по его логике, то нужно составить уравнения теплового баланса при охлаждении и без охлаждения В первом случае тепловой баланс такой:
Q(полим. ) = Q(испар. ) + Q(нагр. воды) .
Во втором случае: Q(полим. ) = Q(испар.) .
Подставив значения можно вычислить "Х" - количество отогнанного мономера. Понятно, что если рассуждать так, то количество испаренного мономера без охлаждения получится выше.
Но. еще раз повторяю, так будет только в том случае, если охлаждение водое не влияет на скорость полимеризации. А оно ВЛИЯЕТ, поэтому без охлаждения скорость полимеризации была бы выше, и не известно, больше бы отогналось мономера или меньше.
да чего ужтам весь дидактический сразу выкладывайте
Гульназ Башарова
15 124
Мурат Болат
Ну не хотите- не помогайте. Я не настаиваю.
Естественно, что использование вод. бани увеличило выход полимера, т. к. охлаждение водой способствовало протеканию экзотермической р-ии - р-ии полимеризации.
Владимир Веремчук
5 182
да, не очень понятно, там где вы учитесь учебники достать нереально?
хим-тех? пищ-пром? фарм-янезнаю?
сто вопросов по химии в день, один проще простого
может, учебник открыть разок? или с айфом в руке это сложно?
хим-тех? пищ-пром? фарм-янезнаю?
сто вопросов по химии в день, один проще простого
может, учебник открыть разок? или с айфом в руке это сложно?
Мурат Болат
Во-первых, я еще учусь в школе ,где химия у нас на невысоком уровне преподается. А это задача олимпиадная. И я очень хочу понять , научиться решать задачи такие . Но ,к сожалению, помочь мне некому, спасибо огромное тем, кто здесь, на ответах мне помогает. А в учебниках я не находила таких задач. А тем более с решениями.
Qulu Elesli
деточка! я поступил в физ-мат школу в 77-м году пршлого века. тогда даже слова "интернет" не было. а книжки были.
помочь некому, а книжки в библиотеке(помнишь такое слово?) были. так что не заясняй мне про олимпиады, я их к 15-то годам штук 20 выиграл, а бери книги и учись, иначе толку не будет
помочь некому, а книжки в библиотеке(помнишь такое слово?) были. так что не заясняй мне про олимпиады, я их к 15-то годам штук 20 выиграл, а бери книги и учись, иначе толку не будет
Похожие вопросы
- Помогите, пожалуйста, с задачей по химии
- Помогите, пожалуйста, с задачей по химии
- Помогите, пожалуйста, с задачей по химии
- Помогите, пожалуйста. с задачей по химии
- Помогите пожалуйста с задачей по Химии. Очень надо. Вообще никак не могу решить.
- помогите пожалуйста с задачей по химии 8 класс
- Помогите пожалуйста решить задачу по химии
- Помогите пожалуйста в задаче по химии разобраться
- Помогите, пожалуйста, с задачей по химии, запуталась в ней ужасно.
- Помогите, пожалуйста, с задачей по химии