Домашние задания: Другие предметы

Решите пожалуйста задачу по химии? Очень надо

Газ полученный при действии 3,5 г перманганата калия на 26,555 мл 20%-ого раствора соляной кислоты (плотность 1,1г/мл), смешали в темном сосуде при температуре 0 градусов по Цельсию со смесью пропана и пропена, объемом 1,6 л. Объемная доля пропена в смеси 56%. Найти состав по массе и объему смеси газов, полученный после завершения реакции и охлаждении сосуда до температуры 0 градусов по цельсию
Первое уравнение реакции
2KMnO4 + 16HCl (конц. ) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Расставим коэффициенты электронно-ионным методом (методом полуреакций)
MnO4^(-1) + 5e + 8H^(+) = Mn^(+2) + 4H2O | 2 - восстановление
2Cl^(-) – 2e = Cl2 | 5 – окисление

Масса раствора соляной кислоты
m(p-pa) = V(p-pa)*ρ = 26,555*1,1 = 29,2105 г
Масса чистого вещества HCl в растворе
m(HCl) = w(HCl)*m(p-pa) = 0,2*29,2105 = 5,8421 г
Количество вещества HCl в растворе
n(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 5,8421/36, 5 = 0,16 моль
Количество вещества перманганата калия
n(KMnO4) = m(KMnO4)/M(KMnO4) = 3,5/158 = 0,022 моль
Согласно уравнению реакции на 2 моль прореагировавшего перманганата калия приходится 16 моль прореагировавшей соляной кислоты. То есть должно выполняться условие
n(HCl)/8 = n(KMnO4)
Поскольку
n(HCl)/8 < n(KMnO4), то соляная кислота взята в недостатке и прореагирует полностью. Расчет будем вести по соляной кислоте.
Согласно уравнению реакции количество вещества образовавшегося в результате первой реакции хлора.
n(Cl2) = (5/16)*n(HCl) = (5/16)*0,16 = 0,05 моль
Объем образовавшегося хлора
V(Cl2) = n(Cl2)*Vm = 0,05*22,4 = 1,12 л
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем (1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л)

Образовавшийся хлор смешали в темном сосуде со смесью пропана и пропена. Пропан относится к классу алканов - предельных углеводородов и в реакцию замещения с галогенами вступает только на свету. Следовательно, с пропаном хлор взаимодействовать не будет.
Пропен относится к классу алкенов - непредельных углеводородов, и вступает в реакцию присоединения с галогенами по двойной связи.
CH2 = CH – СН3 + Cl2 → CH2Cl – CHCl – CH3 (1,2-хлорпропан)
Объем пропена в смеси
V(С3Н6) = φ(С3Н6)*V1(смеси) = 0,56*1,6 = 0,896 л
Согласно уравнению второй реакции на 1 моль прореагировавшего хлора приходится 1 моль прореагировавшего пропена, следовательно, пропен и хлор должны прореагировать в равных объемах. Поскольку
V(С3Н6) < V(Cl2), то пропен взят в недостатке и прореагирует полностью. Расчет будем вести по пропену.
Согласно уравнению реакции объем образовавшегося 1,2-хлорпропана
V(C3H6Cl2) = V(С3Н6) = 0,896 л

Итак, образовавшаяся смесь будет содержать: образовавшийся в результате второй реакции 1,2-хлорпропан, не прореагировавший пропан и не прореагировавший полностью хлор.
Объем не прореагировавшего пропана
V(C3H8) = [1 - φ(С3Н6)]*V1(смеси) = 0,44*1,6 = 0,704 л
Объем не прореагировавшего хлора
V(Cl2)ост = V(Cl2) - V(С3Н6) = 1,12 - 0,896 = 0,224 л
Объем получившейся смеси газов
V2(смеси) = V(C3H6Cl2) + V(C3H8) + V(Cl2)ост = 0,869 + 0,704 + 0,224 = 1,824 л
Объемные доли газов в получившейся смеси
φ(C3H6Cl2) = V(C3H6Cl2)/V2(смеси) = 0,896/1,824 = 0,49 (или 49%)
φ(C3H8) = V(C3H8)/V2(смеси) = 0,704/1,824 = 0,39 (или 39%)
φ(Cl2) = V(Cl2)ост/V2(смеси) = 0,224/1,824 = 0,12 (или 12%)

Количество вещества образовавшегося 1,2-хлорпропана
n(C3H6Cl2) = V(C3H6Cl2)/Vm = 0,896/22,4 = 0,04 моль
Масса образовавшегося 1,2-хлорпропана
m(C3H6Cl2) = n(C3H6Cl2)*M(C3H6Cl2) = 0,04*113 = 4,52 г
Количество вещества не прореагировавшего пропана
n(C3H8) = V(C3H8)/Vm = 0,704/22,4 = 0,03 моль
Масса не прореагировавшего пропана
m(C3H8) = n(C3H8)*M(C3H8) = 0,03*44 = 1,32 г
Количество вещества не прореагировавшего хлора
n(Cl2)ост = V(Cl2)ост/Vm = 0,224/22,4 = 0,01 моль
Масса не прореагировавшего хлора
m(Cl2) = n(Cl2)*M(Cl2) = 0,01*71 = 0,71 г
Масса получившейся смеси газов
m(смеси) = m(C3H6Cl2) + m(C3H8) + m(Cl2) = 4,52 + 1,32 + 0,71 = 6,55 г
Массовые доли газов в образовавшейся смеси
w(C3H6Cl2) = m(C3H6Cl2)/m(смеси) = 4,52/6,55 = 0,69 (или 69%)
w(C3H8) = m(C3H8)/m(смеси) = 1,32/6,55 = 0,20 (или 20%)
w(Cl2) = m(Cl2)/m(смеси) = 0,71/6,55 = 0,11 (или 11%)
SF
Sergei Filchenko
11 823
Лучший ответ
Проснись, какая задача, каникулы уж пол месяца