Номер B, страница 262 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Какую массу тристеарата можно получить при 65%-м выходе продукта из 5000 л ( $\rho= 0,8 \text{ г/мл}$) триолеина?

Ответ: 2,617 т.

2. В результате гидролиза 1,780 кг тристеарина образовалось 170 г глицерина. Каков выход продукта реакции?

Ответ: $\eta = 92,4\%$.

3. Вычислите массу триолеата, подвергшегося гидролизу, если в результате реакции получено 5,88 г глицерина с выходом 85%.

Ответ: $\text{m (триолеат)} = 70,1 \text{ г}$.

1. Дано:

$V(\text{триолеина}) = 5000 \text{ л}$

$\rho(\text{триолеина}) = 0,8 \text{ г/мл}$

$\eta = 65\%$

Перевод в СИ/совместимые единицы:

$V(\text{триолеина}) = 5000 \text{ л} = 5 \cdot 10^6 \text{ мл}$

$\eta = 0,65$

Найти:

$m(\text{тристеарата}) - ?$

Решение:

1. Уравнение реакции гидрирования (гидрогенизации) триолеина с образованием тристеарата:

$C_{57}H_{104}O_6 \text{ (триолеин)} + 3H_2 \rightarrow C_{57}H_{110}O_6 \text{ (тристеарат)}$

2. Найдем массу исходного триолеина:

$m(\text{триолеина}) = V \cdot \rho = 5 \cdot 10^6 \text{ мл} \cdot 0,8 \text{ г/мл} = 4 \cdot 10^6 \text{ г} = 4000 \text{ кг}$.

3. Рассчитаем молярные массы реагента и продукта, используя целочисленные атомные массы ($C=12, H=1, O=16$):

$M(C_{57}H_{104}O_6) = 57 \cdot 12 + 104 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 684 + 104 + 96 = 884 \text{ г/моль}$

$M(C_{57}H_{110}O_6) = 57 \cdot 12 + 110 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 684 + 110 + 96 = 890 \text{ г/моль}$

4. Найдем теоретически возможную массу тристеарата. Можно составить пропорцию по массам, исходя из стехиометрии реакции:

Из $884 \text{ кг}$ триолеина теоретически получается $890 \text{ кг}$ тристеарата.

Из $4000 \text{ кг}$ триолеина теоретически получается $x \text{ кг}$ тристеарата.

$x = m_{теор}(\text{тристеарата}) = \frac{4000 \text{ кг} \cdot 890}{884} \approx 4027,15 \text{ кг}$

5. Рассчитаем практическую массу тристеарата с учетом 65%-го выхода продукта:

$m_{практ}(\text{тристеарата}) = m_{теор}(\text{тристеарата}) \cdot \eta = 4027,15 \text{ кг} \cdot 0,65 \approx 2617,65 \text{ кг}$.

Переведем массу в тонны: $2617,65 \text{ кг} \approx 2,617 \text{ т}$.

Ответ: масса тристеарата составляет $2,617 \text{ т}$.

2. Дано:

$m(\text{тристеарина}) = 1,780 \text{ кг}$

$m_{практ}(\text{глицерина}) = 170 \text{ г}$

Перевод в СИ/совместимые единицы:

$m(\text{тристеарина}) = 1780 \text{ г}$

Найти:

$\eta - ?$

Решение:

1. Уравнение реакции гидролиза тристеарина:

$C_{57}H_{110}O_6 \text{ (тристеарин)} + 3H_2O \rightarrow C_3H_8O_3 \text{ (глицерин)} + 3C_{17}H_{35}COOH \text{ (стеариновая кислота)}$

2. Рассчитаем молярные массы тристеарина и глицерина:

$M(C_{57}H_{110}O_6) = 57 \cdot 12 + 110 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 890 \text{ г/моль}$

$M(C_3H_8O_3) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 92 \text{ г/моль}$

3. Найдем теоретическую массу глицерина, которую можно было бы получить из 1780 г тристеарина. Согласно уравнению реакции, из 1 моль тристеарина образуется 1 моль глицерина. Составим пропорцию по массам:

Из $890 \text{ г}$ тристеарина получается $92 \text{ г}$ глицерина.

Из $1780 \text{ г}$ тристеарина получается $x \text{ г}$ глицерина.

$x = m_{теор}(\text{глицерина}) = \frac{1780 \text{ г} \cdot 92}{890} = 184 \text{ г}$.

4. Рассчитаем выход продукта (глицерина) как отношение практической массы к теоретической, выраженное в процентах:

$\eta = \frac{m_{практ}(\text{глицерина})}{m_{теор}(\text{глицерина})} \cdot 100\% = \frac{170 \text{ г}}{184 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 92,39\%$.

Ответ: $\eta \approx 92,4\%$.

3. Дано:

$m_{практ}(\text{глицерина}) = 5,88 \text{ г}$

$\eta = 85\%$

Перевод в СИ/совместимые единицы:

$\eta = 0,85$

Найти:

$m(\text{триолеата}) - ?$

Решение:

1. Уравнение реакции гидролиза триолеата (также известного как триолеин):

$C_{57}H_{104}O_6 \text{ (триолеат)} + 3H_2O \rightarrow C_3H_8O_3 \text{ (глицерин)} + 3C_{17}H_{33}COOH \text{ (олеиновая кислота)}$

2. Рассчитаем молярные массы триолеата и глицерина:

$M(C_{57}H_{104}O_6) = 57 \cdot 12 + 104 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 884 \text{ г/моль}$

$M(C_3H_8O_3) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 92 \text{ г/моль}$

3. Найдем теоретическую массу глицерина, которая соответствовала бы 100% выходу реакции. Практический выход связан с теоретическим через формулу $\eta = m_{практ} / m_{теор}$:

$m_{теор}(\text{глицерина}) = \frac{m_{практ}(\text{глицерина})}{\eta} = \frac{5,88 \text{ г}}{0,85} \approx 6,9176 \text{ г}$.

4. Найдем массу триолеата, которая необходима для получения теоретической массы глицерина. По уравнению реакции, 1 моль триолеата дает 1 моль глицерина. Составим пропорцию по массам:

Для получения $92 \text{ г}$ глицерина требуется $884 \text{ г}$ триолеата.

Для получения $6,9176 \text{ г}$ глицерина требуется $x \text{ г}$ триолеата.

$x = m(\text{триолеата}) = \frac{6,9176 \text{ г} \cdot 884}{92} \approx 66,47 \text{ г}$.

Ответ: $m(\text{триолеат}) \approx 66,5 \text{ г}$.