Дано:
m(техн.AI₄C₃)=137г.
ω%(прим.) =4.2%
ω%(вых.газа )=63%
Vm=22,4л./моль
---------------------------------
V(газа.) -?
1. Определим массу примесей в карбиде алюминия:
m(прим.)=
ω%(прим)×m(техн.AI₄C₃) ÷ 100%=4,2%х137г.÷100%=5,75г. примесей
2. Определим массу чистого карбида алюминия:
m(AI₄C₃)=m(техн.AI₄C₃) - m(прим.)=137г.-5,75г.=131,25г.
3. Определим молярную массу карбида алюминия и его количество вещества n в 131,25г. :
M(AI₄C₃)=27×4+12×3=144г./моль
n(AI₄C₃)=m(AI₄C₃) ÷M(AI₄C₃)= 131,25г.÷144г./моль=0,9моль.
4. Запишем уравнение реакции гидролиза карбида алюминия:
AI₄C₃ + 12H₂O = 4AI(OH)₃↓ + 3CH₄↑
5. Анализируем уравнение реакции:
по уравнению реакции из 1моль карбида алюминия образуется 3 моль метана, значит из 0,9моль карбида алюминия получится в 3 раза больше моль метана:
n(CH₄)=0,9 моль х 3=2,7моль
6. Определим объем теоретического выхода метана :
V₁(CH₄) =n(CH₄) х Vm= 2,7мольх22,4л./моль=60,48л.
7. Определяем объем метана составляющего 63% от теоретически возможного:
V(CH₄)=ω%(вых.газа ) x V(CH₄)÷100%= 63%×60,48л.÷100%=38,1л.
8. Ответ: при гидролизе карбида алюминия массой 137г с примесью 4.2% и выходом газа 63%, от теоретического возможного, получится 38,1л. метана.