При окислении 16 г метанола получено 200 г раствора формальдегида с массовой долей растворенного вещества 4%, значит выход продукта реакции от теоретически возможного
A) 67,3%
B) 53,3%
C) 76,8%
D) 42,5%
E) 93,4%
При задании требуется определить процент выхода формальдегида по отношению к теоретически возможному при окислении 16 г метанола, если экспериментально получен 200 г раствора формальдегида с концентрацией 4% по массе.
Первым шагом находим массу чистого формальдегида в растворе. При массовой доле 4% в 200 г раствора количество формальдегида составит:
масса формальдегида = 200 г × 0,04 = 8 г
Далее определим теоретически возможное количество формальдегида, которое можно получить из 16 г метанола. Реакция окисления метанола до формальдегида записывается в упрощённом виде как:
CH₃OH → HCHO
Молярные массы веществ:
– CH₃OH: ≈32 г/моль,
– HCHO: ≈30 г/моль.
Из 16 г метанола определим число молей:
n(CH₃OH) = 16 г / 32 г/моль = 0,5 моль
Так как из одного моля метанола теоретически получается один моль формальдегида, то имеем 0,5 моль HCHO. Масса полученного формальдегида будет:
масса теоретически возможного HCHO = 0,5 моль × 30 г/моль = 15 г
Выход продукта реакции по отношению к теоретически возможному равен:
%выход = (фактическая масса / теоретическая масса) × 100% = (8 г / 15 г) × 100% ≈ 53,33%
Рассмотрим варианты:
А) 67,3% – завышено,
B) 53,3% – соответствует нашему вычислению,
C) 76,8% – завышено,
D) 42,5% – занижено,
E) 93,4% – сильно завышено.
Таким образом, правильный ответ – вариант B) 53,3%.