Какое количество этилена должно быть подвергнуто окислению водным раствором перманганата калия для получения...

Для получения 200 г раствора, содержащего 31% этиленгликоля, необходимо окислить 645 г этилена.

Для решения задачи необходимо определить, сколько этилена потребуется для получения 200 г раствора, содержащего 31% этиленгликоля. Сначала найдем массу этиленгликоля в растворе.

1. Расчет массы этиленгликоля в растворе:

   Раствор содержит 31% этиленгликоля, значит, масса этиленгликоля в растворе будет: [ m(\text{этиленгликоль}) = 0.31 \times 200 \, \text{г} = 62 \, \text{г} ]

2. Химическая реакция:

   Окисление этилена ((C_2H_4)) водным раствором перманганата калия ((KMnO_4)) приводит к образованию этиленгликоля ((C_2H_6O_2)). Упрощённое уравнение реакции выглядит следующим образом:

   [ 3C_2H_4 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3C_2H_6O_2 + 2MnO_2 + 2KOH ]

   Из уравнения видно, что 3 молекулы этилена дают 3 молекулы этиленгликоля. Это значит, что 1 моль этилена дает 1 моль этиленгликоля.

3. Молярные массы:

   • Этилен ((C_2H_4)): (2 \times 12.01 \, \text{г/моль} + 4 \times 1.01 \, \text{г/моль} = 28.05 \, \text{г/моль})
   • Этиленгликоль ((C_2H_6O_2)): (2 \times 12.01 \, \text{г/моль} + 6 \times 1.01 \, \text{г/моль} + 2 \times 16.00 \, \text{г/моль} = 62.08 \, \text{г/моль})

4. Расчет количества этилена:

   Поскольку 1 моль этилена дает 1 моль этиленгликоля, можем рассчитать, сколько моль этиленгликоля содержится в 62 г:

   [ n(\text{этиленгликоль}) = \frac{62 \, \text{г}}{62.08 \, \text{г/моль}} \approx 1 \, \text{моль} ]

   Следовательно, потребуется 1 моль этилена для получения 1 моль этиленгликоля.

   Теперь найдем массу этилена, необходимую для этой реакции:

   [ m(\text{этилен}) = 1 \, \text{моль} \times 28.05 \, \text{г/моль} = 28.05 \, \text{г} ]

Таким образом, для получения 200 г раствора, содержащего 31% этиленгликоля, необходимо использовать 28.05 г этилена.

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться уравнением реакции окисления этилена перманганатом калия:

C2H4 + 2KMnO4 + 3H2O → C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH

Так как 1 моль этилена (C2H4) превращается в 1 моль этиленгликоля (C2H4(OH)2), а молярная масса этилена равна 28 г/моль, а молярная масса этиленгликоля равна 62 г/моль, получаем:

Масса этиленгликоля = 200 г * 0.31 = 62 г

Теперь найдем количество молей этилена, которое необходимо для получения 62 г этиленгликоля:

Молекулярный вес C2H4 = 28 г/моль Молекулярный вес C2H4(OH)2 = 62 г/моль

Масса C2H4 = Масса C2H4(OH)2 = 62 г Количество молей C2H4 = 62 г / 28 г/моль = 2.214 моль

Итак, для получения 200 г раствора, содержащего 31% этиленгликоля, необходимо подвергнуть окислению 2.214 моль этилена.