Вычислите объем технического хлора,массовая доля примесей в котором 10%,необходимого для получения 47,8...

Для решения данной задачи нам необходимо сначала определить мольную массу хлороформа (CHCl3), которая равна сумме масс атомов углерода, водорода и хлора:

12,01 г/моль (C) + 1,01 г/моль (H) + 35,45 г/моль (Cl) = 48,47 г/моль

Теперь определим количество моль хлороформа, необходимое для получения 47,8 г:

n = m/M = 47,8 г / 48,47 г/моль ≈ 0,986 моль

Согласно уравнению реакции хлорирования метана:

CH4 + Cl2 -> CHCl3 + HCl

Мольное соотношение между хлороформом и хлором равно 1:1, следовательно, для получения 0,986 моль хлороформа нам необходимо такое же количество молей хлора.

Теперь необходимо учесть массовую долю примесей в техническом хлоре, которая составляет 10%. Это означает, что 90% массы хлора является чистым хлором.

Давайте обозначим массу технического хлора, необходимую для получения 0,986 моль хлороформа, как Х грамм:

0,9Х = 0,986 моль * 35,45 г/моль

0,9Х = 34,915 г

Х ≈ 38,79 г

Таким образом, необходимый объем технического хлора для получения 47,8 г хлороформа при массовой доле примесей 10% составляет около 38,79 г.

Для решения этой задачи необходимо выполнить несколько шагов, включая расчет стехиометрии реакции, учет массовой доли примесей и вычисление объема газа.

1. Химическая реакция: Хлороформ ((CHCl_3)) можно получить хлорированием метана ((CH_4)). Упрощенно, реакция идет следующим образом:

   [ CH_4 + 3Cl_2 \rightarrow CHCl_3 + 3HCl ]

   Это уравнение показывает, что для получения 1 моля хлороформа требуется 3 моля хлора ((Cl_2)).

2. Молярная масса хлороформа:

   • Углерод (C): 12 г/моль
   • Водород (H): 1 г/моль
   • Хлор (Cl): 35.5 г/моль

   Молярная масса (CHCl_3 = 12 + 1 + 3 \times 35.5 = 119.5) г/моль.

3. Количество вещества хлороформа: Чтобы получить 47.8 г хлороформа, рассчитаем количество вещества (в молях):

   [ n_{CHCl_3} = \frac{47.8 \text{ г}}{119.5 \text{ г/моль}} \approx 0.4 \text{ моль} ]

4. Количество вещества хлора: Согласно уравнению реакции, на 1 моль хлороформа требуется 3 моля хлора. Следовательно, для 0.4 моль хлороформа необходимо:

   [ n_{Cl_2} = 0.4 \text{ моль} \times 3 = 1.2 \text{ моль} ]

5. Массовая доля примесей: Технический хлор содержит 10% примесей, значит чистого хлора в нем 90%. Следовательно, реальное количество хлора, которое потребуется, составит:

   [ \frac{1.2 \text{ моль}}{0.9} \approx 1.33 \text{ моль} ]

6. Объем хлора: При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль любого идеального газа занимает объем 22.4 литра. Соответственно, объем чистого хлора будет:

   [ V_{Cl_2} = 1.33 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 29.8 \text{ л} ]

Таким образом, объем технического хлора, необходимого для получения 47.8 г хлороформа, составляет примерно 29.8 литров.