Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 356
2019-08-07 
Проба чистого этанола массой 0,503 г пропущена при $\approx 300^{\circ} С$ через трубку, наполненную катализатором кислого характера. Объем высушенных продуктов реакции при $107^{\circ} С$ и 780 мм рт. ст. равен $0,285 дм^3$. Средняя молекулярная масса высушенных продуктов реакции равна 39,2. Учитывая, что процессы дегидратации этанола могут идти двумя путями, вычислите выход продуктов реакции каждого из них.
Решение:
Дегидратация этанола протекает по двум направлениям:
1) $CH_3CH_2OH \rightarrow CH_2 = CH_2 + H_2O$,
2) $2CH_3CH_2OH \rightarrow CH_2CH_2 - O - CH_2CH_3 + H_2O$.
При условиях, указанных в задаче, все реагенты находятся в парообразном состоянии. Пусть в газовой смеси содержится $х$ молей $C_2H_4$ ($M = 28$), $у$ молей $C_2H_5OC_2H_5$ ($M = 74$) и $z$ молей не вступившего в реакцию этанола ($M = 46$). (Пары воды из смеси удалены.) Число молей газовой смеси, определенное из уравнения Менделеева - Клапейрона $pV = nRT$, составляет $n = 9,4 \cdot 10^{-3}$ моля. Для проведения реакции было взято $n_0 = 0,503/46 = 10,9 \cdot 10^{-3}$ моля.
Исходя из условий задачи, составляем систему алгебраических уравнений:
$\begin{cases} x + y + z = 9,4 \cdot 10^{-3} \\ 28x + 74y + 46z = 39,2 \cdot 9,4 \cdot 10^{-3} \\ 10,9 \cdot 10^{-3} - x - 2y = z \end{cases}$.
При решении системы получаем:$x = 5,9 \cdot 10^{-3}$ моля и $у = 1,5 \cdot 10^{-3}$ моля, откуда следует, что реакция на $(5,9 : 10,9) \cdot 100 = 54 %$ идет по пути внутримолекулярной дегидратации (1) и на ($1,5 : 10,9) \cdot 100 = 28$ % - по пути межмолекулярной дегидратации (2).
Проба чистого этанола массой 0,503 г пропущена при $\approx 300^{\circ} С$ через трубку, наполненную катализатором кислого характера. Объем высушенных продуктов реакции при $107^{\circ} С$ и 780 мм рт. ст. равен $0,285 дм^3$. Средняя молекулярная масса высушенных продуктов реакции равна 39,2. Учитывая, что процессы дегидратации этанола могут идти двумя путями, вычислите выход продуктов реакции каждого из них.
Решение:
Дегидратация этанола протекает по двум направлениям:
1) $CH_3CH_2OH \rightarrow CH_2 = CH_2 + H_2O$,
2) $2CH_3CH_2OH \rightarrow CH_2CH_2 - O - CH_2CH_3 + H_2O$.
При условиях, указанных в задаче, все реагенты находятся в парообразном состоянии. Пусть в газовой смеси содержится $х$ молей $C_2H_4$ ($M = 28$), $у$ молей $C_2H_5OC_2H_5$ ($M = 74$) и $z$ молей не вступившего в реакцию этанола ($M = 46$). (Пары воды из смеси удалены.) Число молей газовой смеси, определенное из уравнения Менделеева - Клапейрона $pV = nRT$, составляет $n = 9,4 \cdot 10^{-3}$ моля. Для проведения реакции было взято $n_0 = 0,503/46 = 10,9 \cdot 10^{-3}$ моля.
Исходя из условий задачи, составляем систему алгебраических уравнений:
$\begin{cases} x + y + z = 9,4 \cdot 10^{-3} \\ 28x + 74y + 46z = 39,2 \cdot 9,4 \cdot 10^{-3} \\ 10,9 \cdot 10^{-3} - x - 2y = z \end{cases}$.
При решении системы получаем:$x = 5,9 \cdot 10^{-3}$ моля и $у = 1,5 \cdot 10^{-3}$ моля, откуда следует, что реакция на $(5,9 : 10,9) \cdot 100 = 54 %$ идет по пути внутримолекулярной дегидратации (1) и на ($1,5 : 10,9) \cdot 100 = 28$ % - по пути межмолекулярной дегидратации (2).
