Розв’язок

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

W(Mg) = 100% - 4% = 96%

m(чист. р-ни) = m(суміші) ∙ W

m(Mg) = 12,5 г  0,96 = 12 г

 =

(Mg) = = 0,5 моль

За рівнянням реакції (HCl) = 2(Mg) = 1 моль

m =   M

(HCl) = 1 моль  36,5 г/моль = 36,5 г

m(р-ну) =

m(р-ну) = = 365 г

Задача 6. Хлороводень, добутий із зразка технічного натрій хлориду масою 9,6 г, використали для добування концентрованої хлоридної кислоти. Вся добута кислота вступила в реакцію з манган(IV) оксидом. При цьому утворився газ об’ємом 896 мл (н.у.). Визначити масову часту натрій хлориду у вихідному зразку.

Розв’язок

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl (1)

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + H₂O (2)

 =

(Cl₂) = = 0,04 моль

За рівнянням реакції (2) (HCl) = 4(Cl₂) = 4  0,04 моль = 0,16 моль

За рівнянням реакції (1) (NaCl) = (HCl) = 0,16 моль

m =   M

m(NaCl) = 0,16 моль  58,5 г/моль = 9,36 г

W =

W(NaCl) = = 0,975, або 97,5%

Задача 7. Масова частка целюлози у деревині дорівнює 50%. Яку масу спирту можна добути під час бродіння глюкози, що утворюється при гідролізі деревних ошурок масою 729 кг? Урахувати, що спирт виділяється у реакційній системі у вигляді розчину з масовою часткою води 8%. Вихід етанолу становить 70%.

Розв’язок

(C₆H₁₀O₅)_n +nH₂O  nC₆H₁₂O₆ (1)

C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2CO₂ (2)

W =

m(цел.) = W(цел.)  m(дерев.)

m(цел.) = 0,5  729 кг = 364,5 кг

 =

(цел.) = = 2,25 кмоль

За рівняннями реакцій (1) і (2) (C₂H₅OH) = 2(цел.) = 4,5 кмоль

m =   M

m(C₂H₅OH) = 4,5  46 = 207 кг

Оскільки вихід спирту становить 70%, то маса практична спирту дорівнюватиме:

 =

m(практична) =   m(теоретична)

m_пр.(C₂H₅OH) = 0,7  207 = 144,9 кг

W =

m(р-ну) =

m(р-ну) = = 157,5 кг

Лекція № 8. Обчислення виходу продукту від теоретично можливого

Задача 1. Весь хлороводень, одержаний дією надлишку сульфатної кислоти на натрій хлорид масою 14,9 г, поглинули водою масою 200 г. Визначити масову частку хлороводню в розчині, якщо його вихід в реакції становив 70%.

Розв’язок

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl

 =

(NaCl) = = 0,2547 г

За рівнянням реакції (HCl) =(NaCl) = 0,2547 моль

m = M

m_теор.(HCl) = 0,2547 моль  36,5 г/моль = 9,3 г

 =

m(практична) =m(теоретична)

m_практ.(HСl)= 0,79,3 г = 6,5 г

m(розчину) =m(Н₂О) +m_практ.(HСl)

m(розчину) = 200 г + 6,5 г = 206,5 г

W =

W(HCl) = = 0,0315, або 3,15%

Задача 2. Через розчин масою 50 г з масовою часткою натрій іодиду 15% пропустили надлишок хлору. Виділився іод масою 5,6 г. Визначити вихід продукту реакції.

2NaI+Cl₂= 2NaCl+I₂

 = ; m(розч. р-ни) =Wm(розчину)

 =

(NaI) = = 0,05 моль

За рівнянням реакції (І₂) = (NaI) = 0,05 моль = 0,025 моль

m = M

m_теор.(І₂) = 0,025 моль254 г/моль = 6,35 г

 =

(І₂) =0,882, або 88,2%

Задача 3. Яку масу манган(IV) оксиду і який об’єм розчину з масовою часткоюHCl36% (=1,18 г/мл) треба взяти для одержання хлору, який може витіснити з розчину калій іодиду молекулярний іод масою 30,48 г? Вихід продукту на кожній стадії процесу становить 80% від теоретично можливого.

Розв’язок

MnO₂+ 4HCl=Cl₂+MnCl₂(1)

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂ (2)

 =

m_теор.=

m_теор.(I₂) = = 38,1 г

 =

(І₂) == 0,15 моль

За рівнянням реакції (2) (Сl₂) = (I₂) = 0,15 моль

Вихід продукту реакції можна знайти і за кількістю речовини:

 =

(теорет.) =

_{теорет.}(Сl₂) = моль

За рівнянням реакції (1) (MnO₂) =(Сl₂) = 0,1875 моль

m = M

m(MnO₂) = 0,1875 моль71 г/моль = 13,31 г

(HCl) = 4(Cl₂) = 0,1875 моль  4 = 0,75моль

m(HCl) = 0,75 моль36,5 г/моль = 27,375 г

W =

m(р-ну) =

m(р-нуHCl) = = 76,04 г

V =

V(р-нуHCl) = 64,44 мл

Задача 4. У якому об’ємі води треба розчинити аміак, одержаний із 96,3 г амоній хлориду з виходом 60%, щоб концентрація одержаного розчину була рівною 0,5 моль/л? (=1,12 г/мл).