Какой объем метана выделится: а) при гидролизе 72г Al4C3 ; б) из 4,1 г безводного ацетата натрия

Давайте рассчитаем объем метана (CH₄), выделяющегося в этих двух сценариях:

а) При гидролизе алюминийкарбида (Al₄C₃):

Реакция гидролиза алюминийкарбида выглядит следующим образом: [ \text{Al}_4\text{C}_3 + 12\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{Al}(\text{OH})_3 + 3\text{CH}_4 ]

1. Найдем молярную массу Al₄C₃. Молярные массы: Al = 26.98 г/моль, С = 12.01 г/моль. [ \text{M}(Al_4C_3) = 4 \times 26.98 + 3 \times 12.01 = 107.92 + 36.03 = 143.95 \text{ г/моль} ]

2. Рассчитаем количество молей Al₄C₃: [ n(Al_4C_3) = \frac{масса}{молярная \, масса} = \frac{72 \, г}{143.95 \, г/моль} \approx 0.5 \, моль ]

3. Определяем количество молей CH₄, которые образуются при полном гидролизе Al₄C₃: [ 0.5 \, моль \, Al_4C_3 \times \frac{3 \, моль \, CH_4}{1 \, моль \, Al_4C_3} = 1.5 \, моль \, CH_4 ]

4. Используем уравнение идеального газа для нахождения объема CH₄ при стандартных условиях (0°C, 1 атм): [ V = nRT/P ] При стандартных условиях (T = 273.15 K, R = 0.0821 L·atm/mol·K, P = 1 atm): [ V(CH_4) = 1.5 \, моль \times 0.0821 \, L\cdot atm/mol\cdot K \times 273.15 \, K / 1 \, atm \approx 33.6 \, литра ]

б) Из 4.1 г безводного ацетата натрия (CH₃COONa):

Реакция термического разложения ацетата натрия: [ 2CH_3COONa \rightarrow 2Na_2O + 3CO_2 + CH_4 ]

1. Найдем молярную массу CH₃COONa. Молярные массы: C = 12.01 г/моль, H = 1.008 г/моль, O = 16.00 г/моль, Na = 22.99 г/моль. [ \text{M}(CH_3COONa) = 2 \times 12.01 + 3 \times 1.008 + 2 \times 16.00 + 22.99 = 82.034 \text{ г/моль} ]

2. Рассчитаем количество молей CH₃COONa: [ n(CH_3COONa) = \frac{4.1 \, г}{82.034 \, г/моль} \approx 0.05 \, моль ]

3. Определяем количество молей CH₄: [ 0.05 \, моль \, CH_3COONa \times \frac{1 \, моль \, CH_4}{2 \, моль \, CH_3COONa} = 0.025 \, моль \, CH_4 ]

4. Вычисляем объем CH₄ при стандартных условиях: [ V(CH_4) = 0.025 \, моль \times 0.0821 \, L\cdot atm/mol\cdot K \times 273.15 \, K / 1 \, atm \approx 0.56 \, литров ]

Таким образом, при гидролизе 72 г Al₄C₃ выделится примерно 33.6 литров метана, а при термическом разложении 4.1 г безводного ацетата натрия выделится около 0.56 литров метана.

а) При гидролизе 72 г Al4C3 выделится 44,8 л метана. б) Из 4,1 г безводного ацетата натрия выделится 2,24 л метана.

а) Для расчета объема метана, выделяющегося при гидролизе 72 г Al4C3, нужно сначала определить количество метана, которое образуется в результате реакции. Уравнение реакции гидролиза алюминиевого карбида (Al4C3) выглядит следующим образом:

Al4C3 + 12H2O -> 4Al(OH)3 + 3CH4

Молярная масса Al4C3 = 144 г/моль Молярная масса CH4 = 16 г/моль

Начнем с расчета молей Al4C3:

n(Al4C3) = масса / молярная масса = 72 г / 144 г/моль = 0,5 моль

Из уравнения видно, что 1 моль Al4C3 образует 3 моля CH4. Следовательно, количество метана, выделяющегося при гидролизе 72 г Al4C3:

n(CH4) = 0,5 моль * 3 = 1,5 моль

Теперь можем рассчитать объем метана по уравнению состояния идеального газа:

V = n * Vm

где V - объем газа, n - количество молей газа, Vm - молярный объем (при н.у. Vm = 22,4 л/моль).

V = 1,5 моль * 22,4 л/моль = 33,6 л

Таким образом, при гидролизе 72 г Al4C3 выделится 33,6 л метана.

б) Для определения объема метана, выделяющегося из 4,1 г безводного ацетата натрия, нужно учитывать следующую реакцию:

CH3COONa -> CH4 + Na2CO3

Молярная масса CH3COONa = 82 г/моль Молярная масса CH4 = 16 г/моль

Рассчитаем количество метана, образующегося при гидролизе 4,1 г безводного ацетата натрия:

n(CH3COONa) = масса / молярная масса = 4,1 г / 82 г/моль = 0,05 моль

Из уравнения видно, что 1 моль CH3COONa образует 1 моль CH4. Следовательно, количество метана, выделяющегося при гидролизе 4,1 г безводного ацетата натрия:

n(CH4) = 0,05 моль

Объем метана можно рассчитать по тому же уравнению состояния идеального газа:

V = n Vm = 0,05 моль 22,4 л/моль = 1,12 л

Таким образом, при гидролизе 4,1 г безводного ацетата натрия выделится 1,12 л метана.