Question

10. Hidrogenul se obtine industrial prin separare
din amestecul gazos rezultat în reacția metanului cu
vapori de apă. Ecuaţia reacţiei este:
CH, + H2O + CO + 3H,
Calculează volumul de metan, la 0°C şi 1 atm, de
puritate 99%, procente volumetrice, necesar obţinerii
a 4 kg de hidrogen.​

Answer 1

Răspuns:

Volumul de metan este 15,08L.

Explicație:

Deoarece metanul este la temperatura de 0°C și presiunea de 1 atm, adică în condiții normale de temperatură și presiune, folosim volumul molar pe reacţie.

‍ ‍ ‍ x‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍‍ ‍ ‍ ‍4 kg

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂↑

22,4L‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍3×2kg

$\sf\mathcal M_{H_2}=2\cdot A_H=2\times1=2\dfrac{kg}{kmol}$

$\sf\dfrac{x}{22,4L}=\dfrac{4kg}{3\times2kg}$

$\sf\implies x=\dfrac{22,4L\times4\sout{kg}} {3\times2\sout{kg}}=14,93L\:CH_4$

În problemă se menționează că metanul are puritatea 99% procente volumetrice, deci trebuie să calculăm volumul de metan impur.

14,93L CH₄ reprezintă volumul de metan pur.

$\bf p=\dfrac{V_{pur}}{V_{impur}}\times100$

$\bf V_{impur}=\dfrac{V_{pur}}{p}\times100$

$\sf V_{impur}=\dfrac{14,93L}{99}\times100=\bf15,08L\:CH_4$