При каталитическом гидрировании 35,6 г смеси метаналя и этаналя до соответствующих спиртов затрачено 22,4 л (н.у.) водорода. Определите состав исходной смеси альдегидов в массовых процентах.
Для решения этой задачи необходимо определить соотношение между мольными количествами метаналя и этаналя в исходной смеси по количеству затраченного водорода.
Для решения этой задачи необходимо определить соотношение между мольными количествами метаналя и этаналя в исходной смеси по количеству затраченного водорода.
CH3CHO + 3H2 -> CH3CH2OH
Масса молекулы метаналя CH3CHO = 212 + 4 + 16 = 44 г/моль
Масса молекулы этаналя CH3CH2CHO = 212 + 6 + 16 = 58 г/моль
Мольное соотношение между метаналя и этаналя в исходной смеси можно найти из уравнения реакции и количества затраченного водорода.
1 моль метаналя соответствует 3 молям водорода.
1 моль этаналя соответствует 2 молям водорода.
Пусть количество метаналя в исходной смеси равно n молей, а количество этаналя равно m молей. Тогда получаем следующую систему уравнений:
n + m = 35,6 г / 44 г/моль (1)
3n + 2m = 22,4 л / 22,4 л /моль (2)
Из уравнений (1) и (2) находим n = 10 моль и m = 25,6 моль.
Массовая доля метаналя в исходной смеси:
x(CH3CHO) = n(CH3CHO) M(CH3CHO) / (n(CH3CHO) M(CH3CHO) + n(CH3CH2CHO) M(CH3CH2CHO)) 100%
x(CH3CHO) = 10 44 / (10 44 + 25,6 58) 100% = 18,7%
Массовая доля этаналя в исходной смеси:
x(CH3CH2CHO) = n(CH3CH2CHO) M(CH3CH2CHO) / (n(CH3CHO) M(CH3CHO) + n(CH3CH2CHO) M(CH3CH2CHO)) 100%
x(CH3CH2CHO) = 25,6 58 / (10 44 + 25,6 58) 100% = 81,3%
Таким образом, состав исходной смеси альдегидов в массовых процентах составляет 18,7% метаналя и 81,3% этаналя.