Получение метана

Рассчитайте, какой объем метана (CH4) можно получить из 1 тонны каменного угля, содержащего 85 %  по массе углерода (C), если выход реакции получения метана (CH4) составляет 75 %.

Решение задачи

Запишем уравнение реакции получения метана (CH4) из каменного угля:

уравнение получения метана

Найдем массу углерода (C), вступившего в реакцию. Для этого, используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:

формула нахождения массовой доли вещества

выразим массу вещества:

формула нахождения массы вещества в растворе

Получаем:

m (C) = 1 ∙ 0,85 = 0,85 (т) или 85 ⋅ 104 г.

Если раствор 85-процентный, то массовая доля  углерода (C) в нем 0,85.

Учитывая, что молярные массы углерода (C) и метана (CH4) соответственно равны 12 г/моль и 16 г/моль, по уравнению реакции рассчитаем теоретический выход реакции получения метана (CH4):

получение метана

из 12 г углерода (C) получают метана (CH4) 16 г

из 85 ⋅ 104 г углерода (C) получают метана (CH4) х г

Откуда:

получение метана

Учитывая, что метан (CH4) – газ, вычислим объем метана (CH4), по формуле перерасчета, устанавливающей связь между массой и объемом газа:

формула нахождения объема газа через массу

Получаем:

V (CH4) = 113,3 ⋅ 104 ∙ 22,4 / 16 = 158,62 ⋅ 104 (л).

Найдем практический объем метана (CH4) (практический выход реакции получения метана (CH4)) с учетом выхода по формуле:

формула нахождения практического выхода реакции

Получаем:

V (практ.) = 158,62 ⋅ 104 л ⋅ 75 % / 100 % = 119 ⋅ 104 (л) или 1190 м3.

Ответ:

объем метана равен 1190 м3.

 

Похожие задачи по химии

Оставить комментарий

*