محاسبه جرم کلسیم کربید با خلوص ۸۴ درصد

یازدهم شیمی 2

یک روش ساده آزمایشگاهی برای تولید گاز استیان (CH) فروش آب به کلسیم کردید (CaC) طبق واکنش زیر است.

CaC)+H,OCH() + Ca(OH)(aq)

mol CaC, ۶۴ ۱ و mol C,H,۱۲۶(

در یک آزمایش ۲۲/۵ گرم گاز استیان تولید شده است. برای تولید این مقدار گاز استیلن چند گرم کلسیم کربید با خلوص ۸۴ درصد مصرف شده است؟ ۱ حل مسئله با کسر تبدیل انجام شود

فاطمه الیاسی

جواب این سوال رو می‌دونی؟

با هم‌درس رقابت کن و جایزه ببر!

پاسخ‌ها

هوش مصنوعی تراز

پاسخ هوش مصنوعی تراز

محاسبه جرم کلسیم کربید مورد نیاز

واکنش تولید استیلن از کلسیم کربید به صورت زیر است:

\[\ce{CaC2 + 2H2O -> C2H2 + Ca(OH)2}\]

در این واکنش هر مول کلسیم کربید یک مول استیلن تولید می‌کند، بنابراین نسبت استوکیومتری ۱:۱ است.

گام‌های محاسبه

محاسبه تعداد مول‌های استیلن تولید شده:
\[n(\ce{C2H2}) = \frac{m}{M} = \frac{\frac{22}{5}\text{ g}}{26\text{ g·mol^{-1}}}=\frac{22}{5}\times\frac{1}{26}=\frac{11}{65}\text{ mol}\]
به دلیل نسبت ۱:۱، همان مقدار مول کلسیم کربید لازم است:
\[n(\ce{CaC2}) = \frac{11}{65}\text{ mol}\]
محاسبه جرم نظری کلسیم کربید (بدون در نظر گرفتن خلوص):
\[m_{\text{نظری}} = n\times M = \frac{11}{65}\text{ mol}\times64\text{ g·mol^{-1}} = \frac{704}{65}\text{ g}=10.83\text{ g}\]
کلسیم کربید مورد استفاده خلوص ۸۴٪ دارد، پس باید جرم واقعی را به‌دست آوریم:
\[m_{\text{واقعی}} = \frac{m_{\text{نظری}}}{0.84}=\frac{\frac{704}{65}}{\frac{21}{25}} = \frac{704}{65}\times\frac{25}{21}=\frac{3520}{273}\text{ g}\approx12.9\text{ g}\]

نتیجه

برای تولید ۲۲/۵ گرم استیلن، حدود ۱۲.۹ گرم کلسیم کربید با خلوص ۸۴ ٪ لازم است.

پاسخ‌های ساخته شده توسط هوش مصنوعی ممکن است دارای اشتباهاتی باشند. درستی پاسخ را از منابع معتبر بررسی کنید.

هم‌‌درس

پاسخ هوش مصنوعی

راهنمایی کوتاه: با استفاده از کسر تبدیل و در نظر گرفتن خلوص ماده اولیه، جرم مورد نیاز کلسیم کربید را محاسبه می‌کنیم.

گام‌به‌گام:

ابتدا واکنش را متعادل می‌کنیم:
$CaC 2 (s) + 2 H 2 O (l) \to C 2 H 2 (g) + Ca (OH) 2 (aq)$
نسبت مولی: ۱ مول CaC₂ → ۱ مول C₂H₂
جرم مولی گاز استیلن (C₂H₂) را محاسبه می‌کنیم:
۲ × ۱۲ (کربن) + ۲ × ۱ (هیدروژن) = ۲۶ گرم بر مول
تعداد مول‌های استیلن تولید شده را محاسبه می‌کنیم:
۲۲.۵ گرم ÷ ۲۶ گرم/مول ≈ ۰.۸۶۵ مول
با توجه به نسبت مولی ۱:۱، به همین مقدار مول کلسیم کربید نیاز داریم: ۰.۸۶۵ مول CaC₂
جرم مولی کلسیم کربید (CaC₂) را محاسبه می‌کنیم:
۴۰ (کلسیم) + ۲ × ۱۲ (کربن) = ۶۴ گرم بر مول
جرم خالص کلسیم کربید مورد نیاز:
۰.۸۶۵ مول × ۶۴ گرم/مول ≈ ۵۵.۳۶ گرم
با توجه به خلوص ۸۴٪، جرم واقعی مورد نیاز:
۵۵.۳۶ گرم ÷ ۰.۸۴ ≈ ۶۵.۹ گرم

پاسخ نهایی: برای تولید ۲۲.۵ گرم گاز استیلن، حدود ۶۵.۹ گرم کلسیم کربید با خلوص ۸۴ درصد مصرف شده است.

مثال مشابه: اگر بخواهیم ۱۳ گرم استیلن تولید کنیم (نصف مقدار مسئله)، ابتدا مول‌های استیلن را محاسبه می‌کنیم (۰.۵ مول)، سپس جرم خالص CaC₂ (۳۲ گرم) و در نهایت با در نظر گرفتن خلوص، جرم واقعی ≈ ۳۸.۱ گرم به دست می‌آید.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی تمرین کنی که اگر ۴۰ گرم کلسیم کربید با خلوص ۹۰٪ داشته باشیم، چه مقدار استیلن تولید می‌شود؟ (پاسخ: حدود ۱۴.۶ گرم)

یادآوری ایمنی: در آزمایشگاه واقعی، تولید گاز استیلن باید با نظارت معلم و در محیطی با تهویه مناسب انجام شود زیرا گازی قابل اشتعال است.