Zadania z chemi

Aby obliczyć masę siarczku węgla (CS2), która może zostać całkowicie utleniona do odpowiednich tlenków przy użyciu tlenu wydzielającego się z reakcji ponadtlenku potasu (KO2) z wodą, musimy znaleźć stosunek stechiometryczny między CS2 a O2 w reakcji spalania CS2. Z równania reakcji:

CS2 + 3O2 ⟶ CO2 + 2SO2

Widzimy, że dla spalenia jednej cząsteczki CS2 potrzebujemy trzy cząsteczki O2. Oznacza to, że stosunek molowy CS2 do O2 wynosi 1:3.

Liczba moli tlenu (O2) wydzielającego się z 296 g KO2: Masa molowa KO2 ≈ 71 g/mol Liczba moli KO2 = masa / masa molowa = 296 g / 71 g/mol ≈ 4,17 mol Liczba moli tlenu (O2) = 1/2 * liczba moli KO2 = 1/2 * 4,17 mol ≈ 2,085 mol

Stosunek molowy CS2 do O2 wynosi 1:3, więc możemy obliczyć liczbę moli CS2, którą można utlenić:

Liczba moli CS2 = liczba moli O2 * (1/3) ≈ 2,085 mol * (1/3) ≈ 0,695 mol

Teraz, aby obliczyć masę CS2, korzystamy z masy molowej CS2:

Masa molowa CS2 ≈ 76 g/mol Masa CS2 = liczba moli CS2 * masa molowa CS2 ≈ 0,695 mol * 76 g/mol ≈ 52,82 g

Odpowiedź: Masa siarczku węgla (CS2), która może zostać całkowicie utleniona do odpowiednich tlenków przy użyciu tlenu wydzielającego się z reakcji KO2 z wodą, wynosi około 52,82 gramów.

(Należy zaznaczyć, że przy przeliczaniu moli reagentów na masy produktów, zakładamy idealne warunki i stoichiometryczne proporcje reakcji. W rzeczywistości mogą występować straty lub reakcje uboczne.)

Zadanie 2 – Oblicz jaką masę chloru (wynik podaj w tonach) należy użyć, aby wyprodukować 1 tonę chloranu (VII) potasu.

Rozwiązanie: Rozważmy kolejne reakcje potrzebne do otrzymania chloranu (VII) potasu (KClO4):

1. Reakcja 1: Cl2 + 2KOH ⟶ KCl + KClO + H2O

2. Reakcja 2: 3KClO ⟶ KCl + KClO3

3. Reakcja 3: 4KClO3 ⟶ KCl + 3KClO4

Chcemy otrzymać 1 tonę chloranu (VII) potasu, co odpowiada masie 1000 kg KClO4.

Zacznijmy od reakcji 3, gdzie z 4 moli KClO3 otrzymujemy 1 mol KClO4. Masa molowa KClO4 wynosi:

Masa molowa KClO4 ≈ 122,55 g/mol

Teraz obliczamy masę 1 mola KClO4:

Masa 1 mola KClO4 ≈ 122,55 g/mol

Teraz możemy obliczyć masę KClO3 potrzebną do otrzymania 1 tony KClO4 (1000 kg):

Masa potrzebnej ilości KClO3 = Masa 1 mola KClO4 * liczba moli KClO4 * masa molowa KClO3 Masa potrzebnej ilości KClO3 = 1000 kg * (1 mol / masa molowa KClO4) * masa molowa KClO3 Masa potrzebnej ilości KClO3 ≈ 1000 kg * (1 mol / 122,55 g) * 233,22 g ≈ 190,85 kg

Następnie przechodzimy do reakcji 2, gdzie z 3 moli KClO otrzymujemy 1 mol KClO3.

Masa molowa KClO3 ≈ 122,55 g/mol

Obliczamy masę KClO potrzebną do otrzymania 190,85 kg KClO3:

Masa potrzebnej ilości KClO = Masa 1 mola KClO3 * liczba moli KClO3 * masa molowa KClO Masa potrzebnej ilości KClO = 190,85 kg * (3 mol / masa molowa KClO3) * masa molowa KClO Masa potrzebnej ilości KClO ≈ 190,85 kg * (3 mol / 122,55 g) * 122,55 g ≈ 190,85 kg

W reakcji 1 z jednej cząsteczki Cl2 otrzymujemy jedną cząsteczkę KClO. Oznacza to, że masa chloru potrzebna do otrzymania 190,85 kg KClO jest taka sama jak masa KClO, czyli ≈ 190,85 kg.

Podsumowując, aby wyprodukować 1 tonę chloranu (VII) potasu, potrzebujemy około 190,85 kg chloru.

(Należy pamiętać, że obliczenia te zakładają idealne warunki reakcji, a w praktyce mogą wystąpić straty i inne czynniki, które wpłyną na wydajność procesu.)