Масса сажи при пиролизе метана 56 м3 с выходом 95%
Сажа, наряду с водородом, образуется при пиролизе метана CH4 – нагревании его без доступа воздуха. Напишите уравнение реакции. Рассчитайте массу сажи, образующейся при пиролизе 56 м3 метана, если выход продукта реакции составляет 95%.
Дано
`V(CH_4) = 56 text{ м}^3`
`η(C) = 95%`
Найти
`m_text{практ.}(C) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции пиролиза метана:
`CH_4 = C + 2H_2`
Найдём количество вещества метана:
`n(CH_4) = (V(CH_4))/(V_m) = 56/22.4 = 2.5 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, теоретическое количество вещества углерода равно количеству метана:
`n_text{теор.}(C) = n(CH_4) = 2.5 text{ кмоль}`
Найдём теоретическую массу углерода (сажи):
`m_text{теор.}(C) = n_text{теор.}(C)*M(C) = 2.5*12 = 30 text{ кг}`
Найдём практическую массу углерода с учётом выхода:
`m_text{практ.}(C) = (η(C)*m_text{теор.}(C))/100 = (95*30)/100 = 28.5 text{ кг}`
Ответ
`m_text{практ.}(C) = 28.5 text{ кг}`