Расчёт массы карбида кальция для получения 19,5 мл бензола
Вычислите массу технического карбида кальция, который потребуется для получения 19,5 мл бензола. Практический выход бензола при тримеризации ацетилена 80% от теоретически возможного, а массовая доля CaC₂ в техническом карбиде — 96%. Плотность бензола равна 0,8 г/см³.
Дано
`V(C_6H_6) = 19.5 text{ мл}`
`ρ(C_6H_6) = 0.8 text{ г/см}^3`
`η(C_6H_6) = 80%`
`ω(CaC_2) = 96%`
Найти
`m_text{тех.}(CaC_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2 text{↑}`
`3C_2H_2 = C_6H_6`
Найдём массу бензола:
`m(C_6H_6) = ρ(C_6H_6)*V(C_6H_6) = 0.8*19.5 = 15.6 text{ г}`
Найдём теоретическую массу бензола с учётом выхода 80%:
`m_text{теор.}(C_6H_6) = (100*m(C_6H_6))/(η(C_6H_6)) = (100*15.6)/80 = 19.5 text{ г}`
Найдём количество вещества бензола:
`n(C_6H_6) = (m_text{теор.}(C_6H_6))/(M(C_6H_6)) = 19.5/78 = 0.25 text{ моль}`
Согласно уравнениям реакций, количество вещества карбида кальция равно количеству вещества ацетилена, которое в 3 раза больше количества вещества бензола:
`n(CaC_2) = n(C_2H_2) = 3*n(C_6H_6) = 3*0.25 = 0.75 text{ моль}`
Найдём массу чистого карбида кальция:
`m(CaC_2) = n(CaC_2)*M(CaC_2) = 0.75*64 = 48 text{ г}`
Найдём массу технического карбида кальция:
`m_text{тех.}(CaC_2) = (100*m(CaC_2))/(ω(CaC_2)) = (100*48)/96 = 50 text{ г}`
Ответ
`m_text{тех.}(CaC_2) = 50 text{ г}`