Question

Un volum de metan este supus clorurarii la 500 de grade celsiun. In urma acestui proces rezulta un amestec de monoclorometan, diclorometan, triclorometan si tetraclorometan in raport molar 3:2:1:1 . Din acidul clorhidric rezultat se obtin 3.5 L Solutie de concentratie 2M.
1. Scrie ecuatiile reactiilor chimice
2.Calculeaza volumul de CH4 ( p=1 atm, t=500 grade celsius) supus clorurarii
3. Determina volumul de clor in conditii normale necesar, stiins ca acesta s-a transformat in proportir de 90%

Answer 1

CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl
CH4 + 2Cl2 -> CH2Cl2 + 2HCl
CH4 + 3Cl2 -> CHCl3 + 3HCl
CH4 + 4Cl2 -> CCl4 + 4HCl

Dacă adăugăm coeficienţii pentru raportul molar din enunţ (3:2:1:1), reacţiile o să fie:

3xCH4 + 3xCl2 -> 3xCH3Cl + 3xHCl
2xCH4 + 4xCl2 -> 2xCH2Cl2 + 4xHCl
xCH4 + 3xCl2 -> xCHCl3 + 3xHCl
xCH4 + 4xCl2 -> xCCl4 + 4xHCl

Aflăm câţi moli de HCl au rezultat:

2 moli ......................... 1 L
x moli ......................... 3.5 L
x= 7

3x + 4x + 3x + 4x = 7 => x= 7/14 = 0.5

Asta înseamnă că numărul molilor de metan introdus este: 3*0.5 + 2*0.5 + 0.5 + 0.5 = 3.5

$pV=nRT => V = \frac{nRT}{p} = \frac{0.082*3.5*773}{1} =221.851 \ L$
Se află numărul molilor de Cl2 aplicând regula de 3 simplă pentru fiecare reacţie, fiindcă ştim cât este x-ul, deci ştim câţi moli de metan se transformă în fiecare compus.

=> moli Cl2 necesari: 1.5 + 2 + 1.5 + 2 = 7

dar ştim că doar 90% se transformă, deci trebuie să avem mai mult:

$7* \frac{100}{90} = 7.7 \ moli$

7.7 * 22.4 = 172.48 L Cl2