какая масса нитропентана образуется из 15 г пентана если выход реакции 90℅

Чтобы рассчитать, какая масса нитропентана образуется из 15 г пентана при выходе реакции 90%, необходимо следовать нескольким шагам. Рассмотрим процесс подробнее.

1. Определение реакции: Пентан (C5H12) реагирует с азотной кислотой (HNO3) в процессе нитрования для образования нитропентана. Упрощенная реакция можно записать так: \[ C5H12 + HNO3 \rightarrow C5H11NO2 + H2O \] Здесь C5H11NO2 — это нитропентан.

2. Расчет молярной массы пентана: Молярная масса пентана (C5H12) равна: \[ 5 \times 12\, \text{г/моль (углерод)} + 12 \times 1\, \text{г/моль (водород)} = 60 + 12 = 72\, \text{г/моль} \]

3. Определение количества вещества (молей) пентана: Чтобы найти, сколько молей пентана в 15 г, используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( m = 15\) г, \( M = 72\) г/моль. \[ n_{C5H12} = \frac{15\, \text{г}}{72\, \text{г/моль}} \approx 0.2083\, \text{моль} \]

4. Стехиометрия реакции: По уравнению реакции видно, что 1 моль пентана дает 1 моль нитропентана. Таким образом, количество молей нитропентана также будет 0.2083 моль.

5. Расчет молярной массы нитропентана: Молярная масса нитропентана (C5H11NO2) равна: \[ 5 \times 12\, \text{г/моль (углерод)} + 11 \times 1\, \text{г/моль (водород)} + 14\, \text{г/моль (азот)} + 2 \times 16\, \text{г/моль (кислород)} = 60 + 11 + 14 + 32 = 117\, \text{г/моль} \]

6. Определение теоретической массы образующегося нитропентана: Теперь находим теоретическую массу нитропентана: \[ m_{C5H11NO2} = n \times M = 0.2083\, \text{моль} \times 117\, \text{г/моль} \approx 24.42\, \text{г} \]

7. Учет выхода реакции: Учитывая, что выход реакции составляет 90%, фактическая масса нитропентана будет: \[ m_{\text{фактическая}} = m_{\text{теоретическая}} \times \frac{90}{100} = 24.42\, \text{г} \times 0.9 \approx 22.00\, \text{г} \]

Ответ: При выходе реакции 90% из 15 г пентана образуется примерно 22.00 г нитропентана.