Рассчитайте объем бутадиена, который можно получить по методу лебедева из 230 кг этилового спирта, если...

Для начала рассчитаем количество бутадиена, которое можно получить из 230 кг этилового спирта. Молярная масса этанола $C2H5OH$ равна 46 г/моль, а молярная масса бутадиена $C4H6$ равна 54 г/моль.

1. Рассчитаем количество молей этанола в 230 кг: Масса этанола = 230 кг = 230000 г Количество молей = масса / молярная масса = 230000 г / 46 г/моль ≈ 5000 моль этанола

2. Рассчитаем количество молей бутадиена, которое можно получить из этого количества этанола: Так как одна моль этанола дает две моли бутадиена, то количество молей бутадиена = 2 количество молей этанола = 2 5000 моль = 10000 моль бутадиена

3. Теперь рассчитаем массу бутадиена, которую можно получить при условии, что массовая доля выхода бутадиена составляет 90% от теоретического: Масса бутадиена = количество молей молярная масса массовая доля выхода = 10000 моль 54 г/моль 0.9 ≈ 486000 г = 486 кг

Итак, объем бутадиена, который можно получить по методу Лебедева из 230 кг этилового спирта при массовой доле выхода 90% от теоретического, составляет примерно 486 кг.

Метод Лебедева для получения бутадиена из этилового спирта $этанола$ включает в себя несколько стадий: дегидрирование этанола до ацетальдегида, дегидратация до этилена, и последующая конденсация и дегидрирование для получения бутадиена. Суммарное уравнение реакции можно записать следующим образом:

$2{\text{CH}}_3{\text{CH}}_2\text{OH}\to {\text{CH}}_2=CH-CH=C{H}_2+2{\text{H}}_2\text{O}+{\text{H}}_2$

Теперь проведем расчет для 230 кг этанола.

1. Молярная масса этанола $C2H5OH$:

${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}$ $\text{C}=12\text{г/моль}$ $\text{H}=1\text{г/моль}$ $\text{O}=16\text{г/моль}$

$\text{Молярная масса этанола}=2\times 12+6\times 1+16=46\text{г/моль}$

1. Рассчитаем количество молей этанола:

$\text{Масса этанола}=230\text{кг}=230000\text{г}$ $\text{Число молей этанола}=\frac{\text{Масса этанола}}{\text{Молярная масса}}=\frac{230000\text{г}}{46\text{г/моль}}=5000\text{моль}$

1. По уравнению реакции 2 моль этанола дают 1 моль бутадиена:

$\text{Количество молей бутадиена}=\frac{5000}{2}=2500\text{моль}$

1. Молярная масса бутадиена $C4H6$:

${\text{C}}_4{\text{H}}_6$ $\text{Молярная масса бутадиена}=4\times 12+6\times 1=54\text{г/моль}$

1. Масса теоретически возможного бутадиена:

$\text{Масса бутадиена}=2500\text{моль}\times 54\text{г/моль}=135000\text{г}=135\text{кг}$

1. Учитывая массовую долю выхода бутадиена 90% от теоретического:

$\text{Масса фактического бутадиена}=135\text{кг}\times 0.90=121.5\text{кг}$

1. Рассчитаем объем бутадиена при нормальных условиях $н.у.$:

При нормальных условиях $0°Cи1атм$ 1 моль газа занимает 22.4 литра.

$\text{Количество молей бутадиена}=\frac{121500\text{г}}{54\text{г/моль}}=2250\text{моль}$

$\text{Объем бутадиена}=2250\text{моль}\times 22.4\text{л/моль}=50400\text{литров}$

Таким образом, объем бутадиена, который можно получить по методу Лебедева из 230 кг этилового спирта при 90% выходе, составляет 50400 литров.

Для решения данной задачи необходимо рассчитать количество моль бутадиена, которое можно получить из 230 кг этилового спирта и затем перевести его в объем.

1. Рассчитаем количество моль этилового спирта: m = 230 кг = 230 000 г M = 46 г/моль $молярнаямассаэтиловогоспирта$ n$этиловыйспирт$ = m/M = 230 000 г / 46 г/моль ≈ 5000 моль

2. Так как массовая доля выхода бутадиена составляет 90% от теоретического, то теоретический выход бутадиена будет равен: n$бутадиен$ = n$этиловыйспирт$ 90% = 5000 моль 0.9 = 4500 моль

3. Рассчитаем объем бутадиена: V$бутадиен$ = n$бутадиен$ V$моль$ = 4500 моль 24,45 л/моль = 110175 л

Таким образом, объем бутадиена, который можно получить по методу Лебедева из 230 кг этилового спирта, составит около 110175 л.