Какова масса 2-нитробутана, полученного при воздействии 980г 10%-ного раствора азотной кислоты на 87г бутана, если выход продукта реакции составляет 75% от его теоретической массы?
Пошаговый ответ:
1. Найдите количество азотной кислоты, содержащейся в 980 г 10%-ного раствора. Для этого умножьте массу раствора на процентное содержание кислоты:
980 г * 0,1 = 98 г азотной кислоты.
2. Запишите уравнение реакции между азотной кислотой и бутаном:
C4H10 + HNO3 -> C4H9NO2 + H2O
3. Найдите молярную массу бутана (C4H10):
Масса углерода (C) = 4 * атомная масса углерода = 4 * 12 = 48 г/моль
Масса водорода (H) = 10 * атомная масса водорода = 10 * 1 = 10 г/моль
Молярная масса бутана (C4H10) = Масса углерода + Масса водорода = 48 г/моль + 10 г/моль = 58 г/моль
4. Рассчитайте количество молей бутана, используя его массу и молярную массу:
Количество молей бутана = Масса бутана / Молярная масса бутана = 87 г / 58 г/моль ≈ 1,50 моль
5. Найдите количество молей 2-нитробутана, используя соотношение коэффициентов в уравнении реакции:
Из уравнения реакции видим, что соотношение между бутаном и 2-нитробутаном равно 1:1, то есть каждая моль бутана дает одну моль 2-нитробутана.
Количество молей 2-нитробутана = Количество молей бутана = 1,50 моль
6. Найдите массу теоретически полученного 2-нитробутана:
Масса 2-нитробутана = Количество молей * Молярная масса = 1,50 моль * (4 * масса атомарной единицы углерода + 9 * масса атомарной единицы азота + 2 * масса атомарной единицы кислорода + 10 * масса атомарной единицы водорода) =
= 1,50 моль * (4 * 12 г/моль + 9 * 14 г/моль + 2 * 16 г/моль + 10 * 1 г/моль) = 1,50 моль * 122 г/моль = 183 г
7. Рассчитайте массу полученного 2-нитробутана, учитывая выход продукта реакции, который составляет 75% от его теоретической массы:
Масса полученного 2-нитробутана = Масса теоретически полученного 2-нитробутана * Выход продукта реакции = 183 г * 0,75 = 137,25 г
Таким образом, масса 2-нитробутана, полученного при воздействии 980 г 10%-ного раствора азотной кислоты на 87 г бутана, составляет примерно 137,25 г.