Объем воздуха для окисления метанола
Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для окисления метанола, если нужно получить 1 т раствора с массовой долей метаналя 40%?
Дано
`m(р-ра) = 1 text{ т} = 1000 text{ кг}`
`ω(HCHO) = 40%`
`φ(O_2) = 21%`
Найти
`V(воздуха) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции окисления метанола до метаналя:
`2CH_3OH + O_2 = 2HCHO + 2H_2O`
Найдём массу метаналя в растворе:
`m(HCHO) = (ω(HCHO)*m(р-ра))/100 = (40*1000)/100 = 400 text{ кг}`
Найдём количество вещества метаналя:
`n(HCHO) = (m(HCHO))/(M(HCHO)) = 400/30 = 13.33 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества кислорода в 2 раза меньше количества метаналя:
`n(O_2) = (n(HCHO))/2 = 13.33/2 = 6.667 text{ кмоль}`
Найдём объём кислорода при н.у.:
`V(O_2) = n(O_2)*V_m = 6.667*22.4 = 149.3 text{ м}^3`
Рассчитаем объём воздуха, содержащий найденный объём кислорода:
`V(воздуха) = (100*V(O_2))/(φ(O_2)) = (100*149.3)/21 = 711.0 text{ м}^3`
Ответ
`V(воздуха) = 711.0 text{ м}^3`