Из 56 л бутана содержащего 20% примесей получили 148 Г уксусной кислоты Определите процентный выход кислоты

Давайте подробно решим задачу по химии для 10 класса, чтобы понять, как определить процентный выход уксусной кислоты. **Дано:** - Объем бутана (C₄H₁₀) — 56 л - В нём содержится 20% примесей (предположим, что всё остальное — чистый бутан) - Получили 148 г уксусной кислоты (CH₃COOH) **Задача:** найти процентный выход уксусной кислоты. --- ### Шаг 1. Вычислим массу чистого бутана Объем газа (бутана) — 56 л. Молярный объём газов при нормальных условиях (NA) — примерно 22,4 л/моль. Молярность бутана: \[ n_{C_4H_{10}} = \frac{V}{22,4} = \frac{56\, \text{л}}{22,4\, \text{л/моль}} = 2,5\, \text{моль} \] Масса бутана: \[ m_{C_4H_{10}} = n \times M_{C_4H_{10}} \] Молекулярная масса бутана: \[ M_{C_4H_{10}} = 4 \times 12 + 10 \times 1 = 48 + 10 = 58\, \text{г/моль} \] Масса: \[ m_{C_4H_{10}} = 2,5 \times 58 = 145\, \text{г} \] --- ### Шаг 2. Определим массу чистого бутана и примесей По условию, 20% — примеси, значит, 80% — чистый бутан. Масса чистого бутана: \[ m_{чистого} = 0,8 \times 145\, \text{г} = 116\, \text{г} \] Масса примесей: \[ m_{примесей} = 145 - 116 = 29\, \text{г} \] --- ### Шаг 3. Определим молярность бутана и соотношение для реакции Общая молярность — 2,5 моль. Молярность чистого бутана — 2,5 моль (предполагая, что примеси не участвуют в реакции). ### Шаг 4. Реакция получения уксусной кислоты Предположим, что из бутана получается уксусная кислота по наиболее вероятному пути — окисление или другой превращение, — однако в данной задаче явно указано, что получили 148 г уксусной кислоты. Общая масса кислоты: \[ m_{уксусной кислоты} = 148\, \text{г} \] Молекулярная масса уксусной кислоты: \[ M_{CH_3COOH} = 12 + 3 \times 1 + 12 + 16 + 16 = 60\, \text{г/моль} \] Моли уксусной кислоты: \[ n_{CH_3COOH} = \frac{148}{60} \approx 2,47\, \text{моль} \] --- ### Шаг 5. Вычислим теоретический выход Это количество молей уксусной кислоты могло бы максимально получиться из всей массы чистого бутана. Но для этого нужно знать, сколько молей уксусной кислоты теоретически можно получить из 2,5 моль бутана. Такая задача обычно предполагает, что 1 моль бутана дает 2 моль уксусной кислоты (или аналогичная пропорция), так как в условии не указаны конкретные реакции. Допустим, что 2,5 моль бутана может дать до 5 моль уксусной кислоты (на основе реакции с кислородом/окислением). Тогда теоретический выход: \[ m_{теоретический} = 5 \times 60 = 300\, \text{г} \] Это — гипотетическая максимально возможная масса, при условии полного превращения. --- ### Шаг 6. Расчет процентного выхода Фактический полученный продукт — 148 г. Теоретический — 300 г. Процентный выход: \[ \eta = \frac{m_{факт}}{m_{теорет}} \times 100\% = \frac{148}{300} \times 100\% \approx 49,33\% \] --- ## Итог: **Процентный выход уксусной кислоты ≈ 49,3%.** Если есть дополнительные условия или уточнения, их можно учитывать, но по данному расчету получаем около 49,3%.