Какой объем раствора с массовой долей этанола 96% (p=0,80 г/см^3) можно получить из 1000 м^3 этилена (н.у.)?

Химия 11 класс Растворы и их свойства объем раствора массовая доля этанола этанол 96% плотность этанола расчет объема раствора химические расчеты химия 11 класс Новый

Для того чтобы решить задачу, давайте разберем её по шагам.

Шаг 1: Определение массы этилена

Этилен (C2H4) в нормальных условиях (н.у.) имеет плотность примерно 1,25 г/л. Нам нужно найти массу 1000 м³ этилена.

1 м³ = 1000 л, следовательно, 1000 м³ = 1 000 000 л.

Теперь вычислим массу этилена:

• Масса (m) = объем (V) × плотность (ρ)
• m = 1 000 000 л × 1,25 г/л = 1 250 000 г = 1250 кг.

Шаг 2: Определение массы этанола в растворе

Теперь, когда мы знаем массу этилена, нам нужно узнать, сколько этанола нам потребуется для создания раствора с массовой долей 96%.

Массовая доля (w) этанола в растворе определяется как:

• w = (маса этанола / общая масса раствора) × 100%

Если обозначим массу этанола как m_этанол, а массу раствора как m_раствор, то:

• 0,96 = m_этанол / (m_этанол + m_вода)

Отсюда можно выразить массу этанола:

• m_этанол = 0,96 * (m_этанол + m_вода)

Однако, чтобы найти массу воды, нам нужно знать, сколько всего раствора мы можем получить с учетом массы этанола.

Шаг 3: Определение объема раствора

Согласно условию задачи, мы можем использовать 1250 кг этилена. Предположим, что вся масса этилена будет преобразована в этанол (это теоретический случай, так как на практике это невозможно). Тогда мы можем рассчитать массу этанола, которая может быть получена из этой массы.

Молярная масса этилена (C2H4) = 2*12 + 4*1 = 28 г/моль, а молярная масса этанола (C2H5OH) = 2*12 + 6*1 + 16 = 46 г/моль.

Теперь, используя стехиометрию, мы можем найти, сколько молей этилена у нас есть:

• 1250 кг = 1 250 000 г
• Количество молей этилена = 1 250 000 г / 28 г/моль ≈ 44642,86 моль.

Теперь, учитывая, что 1 моль этилена дает 1 моль этанола, мы также получаем 44642,86 моль этанола.

Шаг 4: Нахождение массы этанола

• Масса этанола = количество молей × молярная масса
• Масса этанола = 44642,86 моль × 46 г/моль ≈ 205,5 кг.

Шаг 5: Определение общего объема раствора

Теперь мы можем найти общий объем раствора. Плотность раствора с массовой долей 96% этанола составляет 0,80 г/см³. Для этого мы можем использовать формулу:

• Объем (V) = масса (m) / плотность (ρ)

Общая масса раствора будет равна массе этанола плюс масса воды (в данном случае примем, что вся масса этанола идет в раствор):

• m_раствор = 205,5 кг / 0,80 г/см³ = 256,875 м³.

Таким образом, из 1000 м³ этилена теоретически можно получить объем раствора с массовой долей этанола 96% примерно 256,875 м³.