Question

20 litri acetilenă de puritate 90% este barbotată în apă de brom. Să se determine:
a. Volumul de apă de brom de concentrație 0,5 M care poate fi decolorat.
b. Cantitatea de produs tetrabromurat preparat în urma procesului descris.​

Answer 1

Răspuns:

Datele problemei

Stim:

• avem reacția de adiție a Br₂ la C₂H₂ cu formarea unui derivat halogenat bromurat saturat, fiindcă se spune în enunț, că acetilena barbotată prin apa de brom (culoare brună-maronie) este decolorată, adică își pierde culoarea caracteristică, fiindcă bromul este consumat de acetilena pura.

HC≡CH + 2 Br₂  →  CHBr₂-CHBr₂ 1,1,2,2 tetrabromoetan

• Br₂ este adus în reacție de apa de brom-o soluție de concentrație molară în Br₂ de CM =0,5 M
• concentrația molară a soluției apa de brom se calculează cu definiția concentrației molare:

CM apa de Br₂= n moli Br₂ dizolvat / Volum soluție (Vs) ...mol/L

• C₂H₂ este adusă în reacție de un volum de acetilenă impură
• Volumul de acetilenă impură=20L (măsurați în condiții normale de temperatură și presiune- c.n.))
• puritatea acetilenei, adică % C₂H₂= 90%
• volumul molar, Vm =22,4 L /mol gaz, c.n.
• mase atomice, A: H=1, C=12, Br=80 g/mol atom

Nu știm și vom calcula

- volumul de C₂H₂ pur din 20 L acetilenă cu 90 % puritate= ?=X , L

-numărul de moli de C₂H₂ pur =? = Y moli C₂H₂

-numărul de moli de Br₂ consumați de numărul de moli de C₂H₂ =? = Z moli......sunt numărul de moli de Br₂ dizolvați în apa de brom, de CM=0,5 M

-volumul de soluție, apă de Br₂, de C M =0,5 M = ? = Vs

-masa de C₂H₂Br₄ produsă stoechiometric de numărul de moli de C₂H₂ pură= ?=t, g

Calcule

a) volumul de apa de brom 0,5 M = Vs =? (L),

• calculăm volumul, X, de C₂H₂ din 20 L de acetilenă impură cu 90% puritate:

dacă în 100 % acetilenă impură........sunt 90% C₂H₂ pură

atunci 20 L acetilenă impură..........au X, L C₂H₂ pur

X, L C₂H₂=90 .20L /100 = 18 L

• calculăm numărul, Y, de moli de C₂H₂ din 18 L C₂H₂ pur, măsurați în c.n., cu definiția numărului de moli:

n moli C₂H₂= V C₂H₂ (L) / Vm (L) = 18 L / 22,4 L/mol=0,804 aprox moli

• calculăm numărul de moli de Br₂ (Z) consumați stoechiometric de 0,804 moli C₂H₂, cu ajutorul ecuației chimice:

0,804 moli C₂H₂.......Z moli Br₂

                 C₂H₂      +  2 Br₂   →  C₂H₂Br₄

1 mol...............................2moli

Z moli Br₂ = 0,804 .2 moli /1 = 1,608 moli Br₂

Rezultă că 1,608 moli Br₂ = n moli dizolvați în apa de brom de C M =0,5 M

• calculăm volumul soluției-apa de brom (Vs) ce conține 1,608 moli de Br₂ și are C M = 0,5 M, cu definiția concentrației molare:

C M = n moli dizolvați/Vs

0,5 (mol/L) = 1,608 moli / Vs

Vs = 1,608 /0,5 =3,216 L

b) calculăm masa de C₂H₂Br₄ (t) produs de 18 L C₂H₂ (c.n.) cu ajutorul unui calcul stoechiometric:

M C₂H₂Br₄=2.AC+2AH+4ABr=2.12+2.1+4.80=24+2+320=346 g/mol

18L C₂H₂.............................t, g C₂H₂Br₄

       C₂H₂    + 2 Br₂  →  C₂H₂Br₄

 22,4L/mol.........................346 g/mol

t = 18 L .346 g/mol / 22,4 L/mol=278,0357 g, aprox 278,036 g C₂H₂Br₄

R: a) 3,216 L apa de brom 0,5M; 278,036 g C2H2Br4

Explicație: