Номер 7, страница 394 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 69. Полимеры. Глава 7. Синтетические высокомолекулярные соединения - номер 7, страница 394.

Условие.

7. Из $100 \text{ м}^3$ этилена (н. у.) получили 112,5 кг полиэтилена. Определите выход продукта полимеризации.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(C_2H_4) = 100 \text{ м}^3$ (н. у.)
$m_{практ.}(\text{полиэтилена}) = 112,5 \text{ кг}$

Найти:

$\eta(\text{полиэтилена})$ - ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции полимеризации этилена, в результате которой образуется полиэтилен:

$nC_2H_4 \xrightarrow{t, p, kat} (-CH_2-CH_2-)_n$

2. Рассчитаем теоретически возможную массу полиэтилена, которую можно получить из 100 м³ этилена. Для этого сначала найдем количество вещества этилена. Поскольку объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), мы используем молярный объем газов, который равен $V_m = 22,4 \text{ м}^3\text{/кмоль}$.

Количество вещества этилена:
$\nu(C_2H_4) = \frac{V(C_2H_4)}{V_m} = \frac{100 \text{ м}^3}{22,4 \text{ м}^3\text{/кмоль}} \approx 4,464 \text{ кмоль}$

3. Вычислим молярную массу этилена ($C_2H_4$), которая соответствует молярной массе мономерного звена полиэтилена ($-CH_2-CH_2-$):
$M(C_2H_4) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 28 \text{ г/моль} = 28 \text{ кг/кмоль}$

4. Согласно уравнению реакции, из n моль этилена образуется полимер, состоящий из n мономерных звеньев. Таким образом, теоретическая масса полиэтилена ($m_{теор.}$) рассчитывается следующим образом:

$m_{теор.}(\text{полиэтилена}) = \nu(C_2H_4) \cdot M(C_2H_4) = \frac{100 \text{ м}^3}{22,4 \text{ м}^3\text{/кмоль}} \cdot 28 \text{ кг/кмоль} = 125 \text{ кг}$

5. Выход продукта ($\eta$) — это отношение практически полученной массы продукта ($m_{практ.}$) к теоретически возможной массе ($m_{теор.}$), выраженное в процентах.

$\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \cdot 100\% = \frac{112,5 \text{ кг}}{125 \text{ кг}} \cdot 100\% = 0,9 \cdot 100\% = 90\%$

Ответ: выход продукта полимеризации составляет 90%.