Масса пропанола-2 из 2,24 л пропена и серной кислоты
Пропен объёмом 2,24 л (н. у.) пропустили через 10%-й раствор серной кислоты массой 195,8 г. Вычислите массу и массовую долю пропанола-2, образовавшегося в результате реакции, если выход спирта составил 80% от теоретически возможного, при условии, что весь пропен был поглощён раствором кислоты.
Дано
`V(C_3H_6) = 2.24 text{ л}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = 195.8 text{ г}`
`η(C_3H_7OH) = 80%`
Найти
`m_text{практ.}(C_3H_7OH) = text{ ?}`
`ω(C_3H_7OH) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции гидратации пропена:
`C_3H_6 + H_2O = C_3H_7OH`
Найдём количество вещества пропена:
`n(C_3H_6) = (V(C_3H_6))/(V_m) = 2.24/22.4 = 0.1 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, теоретическое количество вещества пропанола-2 равно количеству вещества пропена:
`n_text{теор.}(C_3H_7OH) = n(C_3H_6) = 0.1 text{ моль}`
Найдём теоретическую массу пропанола-2:
`m_text{теор.}(C_3H_7OH) = n_text{теор.}(C_3H_7OH)*M(C_3H_7OH) = 0.1*60 = 6 text{ г}`
С учётом выхода 80% найдём практическую массу спирта:
`m_text{практ.}(C_3H_7OH) = (η(C_3H_7OH)*m_text{теор.}(C_3H_7OH))/100 = (80*6)/100 = 4.8 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора. Масса раствора увеличилась на массу поглощённого пропена:
`m(C_3H_6) = n(C_3H_6)*M(C_3H_6) = 0.1*42 = 4.2 text{ г}`
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } H_2SO_4) + m(C_3H_6) = 195.8 + 4.2 = 200 text{ г}`
Вычислим массовую долю пропанола-2 в конечном растворе:
`ω(C_3H_7OH) = (100*m_text{практ.}(C_3H_7OH))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*4.8)/200 = 2.4%`
Ответ
`m_text{практ.}(C_3H_7OH) = 4.8 text{ г}`
`ω(C_3H_7OH) = 2.4%`