Question

Prin clorurarea metanului la lumina, se obtine un amestec format din monoclorometan si diclorometan care contine 80,5% Cl . Calculati:
a) raportul molar CH3Cl : CH2Cl2
b) volumul (c.n.) de Cl2 necesar obtinerii a 441kg de amestec de reactie
c) masa de amestec de reactie care contine 9,033*10 la23 atomi de clor  

Answer 1

xCH4 + Cl2 -> xCH3Cl + HCl
yCH4 + 2Cl -> yCH2Cl2 + 2HCl

'x' şi 'y' reprezintă numărul molilor de CH4 care se transformă în CH3Cl, respectiv CH2Cl2.

Calculăm masa fiecăruia, în funcţie de numărul de moli:

xCH3Cl = x(35.5 + 15) = x50.5 grame 
yCH2Cl2 = y(71+14) = y85 grame

În fiecare din aceşti produşi de reacţie se vor afla x*35.5 şi y*71 grame clor.

50.5x + 85y .......................... 71y + 35.5x
100 grame ............................ 80.5

=> y=2x <=> $\frac{x}{y} = \frac{1}{2}$

b) Ştim că în 3 moli amestec de produşi de reacţie se află 2 moli diclormetan şi 1 mol de monoclormetan. Acest amestec (de 3 moli) are masa: 2*85 + 50.5 = 220.5 grame.

Pentru a obţine un mol de diclormetan, se folosesc 2 moli Cl2. Pentru a obţine 2 moli de diclormetan, se vor folosi 4 moli Cl2. Pentru a obţine 1 mol de monoclormetan, se foloseşte un mol de Cl2. În concluzie, pentru obţinerea amestecului de 220.5 grame se folosesc 5 moli Cl2.

220.5 grame ...................... 5 Cl2
441  kg ............................. x=10 

10*22.4 = 224 m3 Cl2

c) Ştim, din concentraţia de 80.5%, că în 100 grame soluţie se află 80.5 grame clor şi calculăm câţi atomi de Cl se găsesc:

1 mol Cl2 (71 grame) => 2 * 6.023*10^23 atomi

71 grame Cl2 ............... 2*6.023 * 10^23 atomi Cl
80.5 grame Cl2 ............ x
x= 13.6577 * 10^23 atomi Cl

100 grame amestec ............. 13.6577 * 10^23 atomi
y ........................................ 9.033*10^23
y=66.163 grame amestec