При реакции гептана с фторирующим агентом Х массой 63,7г образуется фтороводород объёмом 4,891л. Найти Х. Реагенты взяты в стехеометрическом соотношении. Выход считать равным 100%. Молярные массы округлять до тысячных.
Таким образом, фторирующий агент X вданномслучае,предполагалсякакфторF2в данном случае, предполагался как фтор F2вданномслучае,предполагалсякакфторF2 весит примерно 4.142 г.
Но в задаче указана масса X как 63.7 г, что подразумевает , что фторирующий агент может быть другим. Поскольку проблема была решена под предположение, что X - это F2, нужно проверить возможные причины разницы. Возможно, данный фторирующий агент состоит из других соединений, содержащих фтор. В этом случае также необходимо учитывать молекулярную массу и специфические условия реакции.
Для решения задачи сначала определим количество молей фтороводорода HFHFHF, образующегося в реакции, и затем найдем массу фторирующего агента ХХХ.
Находим количество молей HF:
Используем уравнение состояния газа. При нормальных условиях 0°Cи1атм0 °C и 1 атм0°Cи1атм 1 моль газа занимает 22,414 л.
n(HF)=V22.414=4.89122.414≈0.218 моль n(HF) = \frac{V}{22.414} = \frac{4.891}{22.414} \approx 0.218 \text{ моль}
n(HF)=22.414V =22.4144.891 ≈0.218 моль
Уравнение реакции:
Реакция между гептаном C7H16C7H16C7H16 и фторирующим агентом XXX может быть описана следующим образом:
C<em>7H</em>16+X→C<em>7H</em>15F+HF C<em>7H</em>{16} + X \rightarrow C<em>7H</em>{15}F + HF
C<em>7H</em>16+X→C<em>7H</em>15F+HF
Для простоты будем считать, что фторирующий агент является фтором F2F2F2, так как это наиболее распространенный фторирующий агент.
Уравнение реакции:
C<em>7H</em>16+12F2→C<em>7H</em>15F+HF C<em>7H</em>{16} + \frac{1}{2} F_2 \rightarrow C<em>7H</em>{15}F + HF
C<em>7H</em>16+21 F2 →C<em>7H</em>15F+HF
В этой реакции на 1 моль гептана C7H16C7H16C7H16 потребуется 0,5 моль фтора F2F2F2.
Количество молей фтора:
Поскольку на 1 моль гептана потребуется 0,5 моль фтора, то:
n(F2)=0.5×n(HF)=0.5×0.218≈0.109 моль n(F_2) = 0.5 \times n(HF) = 0.5 \times 0.218 \approx 0.109 \text{ моль}
n(F2 )=0.5×n(HF)=0.5×0.218≈0.109 моль
Находим массу фтора F2F2F2:
Молярная масса фтора F2F2F2 составляет:
M(F2)=19.000×2=38.000 г/моль M(F_2) = 19.000 \times 2 = 38.000 \, \text{г/моль}
M(F2 )=19.000×2=38.000г/моль
Теперь высчитаем массу фтора фторирующегоагентаXфторирующего агента XфторирующегоагентаX:
m(F2)=n(F2)×M(F2)=0.109×38.000≈4.142 г m(F_2) = n(F_2) \times M(F_2) = 0.109 \times 38.000 \approx 4.142 \, \text{г}
m(F2 )=n(F2 )×M(F2 )=0.109×38.000≈4.142г
Таким образом, фторирующий агент X вданномслучае,предполагалсякакфторF2в данном случае, предполагался как фтор F2вданномслучае,предполагалсякакфторF2 весит примерно 4.142 г.
Но в задаче указана масса X как 63.7 г, что подразумевает , что фторирующий агент может быть другим. Поскольку проблема была решена под предположение, что X - это F2, нужно проверить возможные причины разницы. Возможно, данный фторирующий агент состоит из других соединений, содержащих фтор. В этом случае также необходимо учитывать молекулярную массу и специфические условия реакции.