Объём метана для синтеза 30 т муравьиной кислоты
Какой объем метана потребуется для синтеза 30 т муравьиной кислоты, если массовая доля выхода продукта реакции 90% (н. у.)?
Дано
`m_text{практ.}(HCOOH) = 30 text{ т} = 3*10^4 text{ кг}`
`η(HCOOH) = 90%`
Найти
`V(CH_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции получения муравьиной кислоты из метана:
`CH_4 + 3[O] = HCOOH + H_2O`
Найдём теоретическую массу муравьиной кислоты:
`m_text{теор.}(HCOOH) = (100*m_text{практ.}(HCOOH))/(η(HCOOH)) = (100*3*10^4)/90 = 3.333*10^4 text{ кг}`
Найдём количество вещества муравьиной кислоты:
`n_text{теор.}(HCOOH) = (m_text{теор.}(HCOOH))/(M(HCOOH)) = (3.333*10^4)/46 = 724.6 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества метана равно количеству вещества муравьиной кислоты:
`n(CH_4) = n_text{теор.}(HCOOH) = 724.6 text{ кмоль}`
Найдём объём метана при н.у.:
`V(CH_4) = n(CH_4)*V_m = 724.6*22.4 = 16230 text{ м}^3`
Ответ
`V(CH_4) = 16230 text{ м}^3`