Химия

Окисление метанола в формальдегид протекает по уравнению

$CH_3OH + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow HCHO + H_2O$.

Из уравнения реакции следует, что приготовленная стехио-метрическая смесь при указанных условиях должна содержать 2 л паров метанола и 1 л кислорода. Если бы реакция проходила количественно, т. е. с выходом 100 %, то объем продуктов реакции в тех же условиях увеличился бы до 4 л. Реально объем продуктов реакции и исходных непроре-агировавших веществ в пересчете на начальные условия равен

$V_1 = \frac{V_2p_2T_1}{p_1T_2} = \frac{3,48 \cdot 740 \cdot 473}{800 \cdot 423} = 3,6$ л.

Если в соответствии с уравнением обозначить через $x$ объем прореагировавшего кислорода, то объем кислорода, не вступившего в реакцию, будет равен ($1 - x$), объем образовавшегося альдегида составит $2x$, объем паров воды - $2x$ и объем паров непрореагировавшего спирта ($2 - 2x) = 2 (1 - x)$.

Тогда объем образовавшихся веществ в пересчете на условия, одинаковые с исходными, запишется так:

$V_1 = 2 (1 - x) + (1 - x) + 2x + 2x = 3,6$ л, отсюда $x = 0,6$ л.

Объем паров образовавшегося альдегида $2х = 1,2$ л. Найдем процентное содержание альдегида в смеси после реакции:

$3,6 \: л - 100$ %,
$1,2 \: л - c_V$ %,
$c_V = 33,3$ %.