При дегидратации 23 мл абсолютного этилового спирта плотностью 0,8 г см³ получено 6,72 л этилена (н.у.) с практическим выходом X процентов. Найдите X в процентах

Чтобы решить эту задачу, давайте по шагам разберём все необходимые вычисления и объяснения.

Шаг 1: Определим массу абсолютного этилового спирта

Для начала найдем массу 23 мл этилового спирта, используя его плотность.

Плотность абсолютного спирта = 0,8 г/см³.

Масса (m) = Объем (V) × Плотность (ρ).

В нашем случае:

• V = 23 мл = 23 см³ (так как 1 мл = 1 см³).
• ρ = 0,8 г/см³.

Теперь подставим значения в формулу: \[ m = 23 \, \text{см}³ \times 0,8 \, \text{г/см}³ = 18,4 \, \text{г}. \]

Шаг 2: Найдем количество этилена, который мог бы быть получен теоретически

Этиловый спирт (C₂H₅OH) при дегидратации превращается в этилен (C₂H₄) по следующей реакции: \[ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O}. \]

Из уравнения видно, что 1 моль этилового спирта дает 1 моль этилена. Найдем молярную массу этилового спирта (C₂H₅OH):

• Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
• Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль.
• Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль.

Таким образом, \[ \text{Молярная масса C}_2\text{H}_5\text{OH} = 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46 \, \text{г/моль}. \]

Теперь найдем количество молей этилового спирта, который мы имеем: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{18,4 \, \text{г}}{46 \, \text{г/моль}} \approx 0,4 \, \text{моль}. \]

Согласно реакции, это количество даст нам такое же количество молей этилена, то есть 0,4 моль.

Шаг 3: Найдем объем этилена

Находим объем, который займёт 0,4 моль этилена при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л: \[ V = n \times V_{\text{моль}} = 0,4 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 8,96 \, \text{л}. \]

Шаг 4: Посчитаем практический выход

Практический выход X% вычисляется по формуле: \[ X = \left( \frac{V_{\text{получено}}}{V_{\text{максимально возможный}}} \right) \times 100\%, \] где \( V_{\text{получено}} = 6,72 \, \text{л} \) (дано в задаче), а \( V_{\text{максимально возможный}} = 8,96 \, \text{л} \).

Теперь подставим значения: \[ X = \left( \frac{6,72}{8,96} \right) \times 100\% \approx 75\%. \]

Итог

Практический выход реакции (X) составляет примерно 75%. Таким образом, ответ на задачу — 75%.