16. Какая масса 2-метилбутана необходима для получения 23,12 г изопрена, если доля выхода продукта реакции составляет 85%?
Ниже подробное решение с пояснениями.
Дано:
- Продукт реакции: изопрена (C5H8)
- Исходное вещество: 2-метилбутан (C5H12)
- Выход реакции (доля выхода): 85% = 0,85
- Получено изопрена mass = 23,12 г
Согласование реакционной схемы 2-метилбутан может деиспользоваться (дегидрогенировать) до изопрена: C5H12 → C5H8 + 2 H2 Это означает отношение по стехиометрии 1 моль 2-метилбутана даёт 1 моль изопрена.
Молярные массы
- Изопрен (C5H8): M ≈ 5·12,01 + 8·1,008 ≈ 68,12 г/моль
- 2-метилбутан (C5H12): M ≈ 5·12,01 + 12·1,008 ≈ 72,15 г/моль
Перевод массы изопрена в количество вещества n(изопрена) = m / M = 23,12 г / 68,12 г/моль ≈ 0,339 моль
Учёт выхода (реальный выход = 85% от теоретического) Пусть nтеор = теоретическое количество изопрена, которое могло бы получиться. Фактическое количество изопрена = 0,85 · nтеор = 0,339 моль Значит nтеор = 0,339 / 0,85 ≈ 0,399 моль
Так как стехиометрия 1:1 между 2-метилбутаном и изопреном, то теоретическое количество моль 2-метилбутана, которое нужно взять, равно nтеор ≈ 0,399 моль.
- Перевод в массу 2-метилбутана m(2-метилбутан) = n · M = 0,399 моль · 72,15 г/моль ≈ 28,8 г
Ответ: При полном расчёте с учётом 85%-го выхода для получения 23,12 г изопрена потребуется примерно 28,8 г 2-метилбутана.
