Witaj :)
Naszym zadaniem jest obliczenie masy pary wodnej potrzebnej do zsyntezowania określonej objętości gazu syntezowego.
Gaz syntezowy to mieszanina tlenku węgla(II) i wodoru w stosunku objętościowym 1:1. Ma bardzo duże zastosowanie w syntezie związków organicznych. Otrzymuje się go w reakcji węgla z parą wodą z zastosowaniem odpowiednich katalizatorów. Można go również zsyntezować w reakcji pary wodnej z węglowodorami lekkimi.
Zacznijmy od zapisania równania reakcji syntezy tego gazu:
[tex]C+H_2O\rightarrow CO+H_2[/tex]
Do obliczeń skorzystamy z faktu, że 1 mol gazu doskonałego w warunkach normalnych zajmuje objętość 22,4dm³. Nasz gaz syntezowy to mieszanina dwóch gazów, więc objętość będzie równa:
[tex]V_G=V_{CO}+V_{H_2}=22,4dm^3+22,4dm^3=44,8dm^3[/tex]
Z równania reakcji widzimy, że z 1 mola wody otrzymujemy 1 mol gazu syntezowego, więc układamy proporcję i obliczamy ile moli wody potrzeba na otrzymanie 100dm³ tego gazu:
[tex]1\ mol\ H_2O\ ---\ 44,8dm^3\ gazu\ syntezowego\\x_{mol}\ H_2O\ ---\ 100dm^3\ gazu\ syntezowego\\\\x=\frac{100dm^3\cdot 1mol}{44,8dm^3} \approx 2,23mol[/tex]
Ponieważ mamy podać masę wody, musimy przeliczyć liczbę moli. Obliczmy najpierw masę molową wody, a następnie masę, która stanowi 2,23 mola:
[tex]M_H=1g/mol\\M_O=16g/mol\\\\M_{H_2O}=2\cdot M_H+M_O=2\cdot 1g/mol+16g/mol=18g/mol\\------------------------------\\\\1\ mol\ H_2O\ ---\ 18g\\2,23\ mol\ H_2O\ ---\ y_g\\\\y_g=\frac{2,23mol\cdot 18g}{1mol}= \boxed{40,14g}[/tex]
Odpowiedź.: Do otrzymania 100dm³ gazu syntezowego w warunkach normalnych potrzeba 40,1g pary wodnej.
