Концентрация рабочего раствора ЭДТА была установлена по раствору, содержащему в 1 л 25,00 г FeNH4(SO4)2·12Н2О. На титрование 10,00 мл этого раствора израсходовано 12,50 мл раствора ЭДТА. Рассчитать: а) молярную концентрацию; б) титр по Fe2О3 и в) титр по СаО раствора ЭДТА.
Для начала, давайте составим уравнение реакции дегидроциклизации гептана:
C7H16 -> C6H5CH3 + H2
Из уравнения видно, что при протекании данной реакции одна молекула гептана превращается в одну молекулу толуола (метилбензола) и одну молекулу водорода.
Нам дано, что при полном гидрировании 31,2 г ацетилена образуется водород. Но в данной задаче нам необходимо найти массу образовавшегося толуола. Чтобы это сделать, мы должны понять, в каком соотношении образуются молекулы толуола и водорода при реакции.
Для этого воспользуемся молярными массами веществ. Молярная масса ацетилена (C2H2) равна 26 г/моль, а молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль. Следовательно, 31,2 г ацетилена содержит (31,2 г)/(26 г/моль) = 1,2 моль ацетилена.
В соответствии с уравнением реакции, каждая моль ацетилена превращается в 1 моль толуола и 1 моль водорода. Таким образом, в результате дегидроциклизации 1,2 моля ацетилена образуется 1,2 моль толуола и 1,2 моль водорода.
Масса водорода можно найти по формуле: масса = количество вещества × молярная масса.
Масса водорода = (1,2 моль) × (2 г/моль) = 2,4 г.
Теперь у нас есть масса образовавшегося водорода - 2,4 г.
Следующий шаг - найти массу толуола. По уравнению реакции мы знаем, что 1 моль толуола образуется из 1,2 моль ацетилена. Молярная масса толуола (C6H5CH3) равна 92 г/моль.
Таким образом, масса толуола = (1,2 моль) × (92 г/моль) = 110,4 г.
Ответ: Масса толуола, образовавшегося в результате дегидроциклизации, составляет 110,4 г.
Температурный коэффициент реакции (γ) показывает, как изменение температуры повлияет на скорость реакции. В данном случае, γ=3 означает, что при повышении температуры на 1 градус Цельсия, скорость реакции увеличится в 3 раза.
Для определения времени, необходимого для проведения реакции при других температурах, мы можем использовать формулу Аррениуса:
ln(k2/k1) = (Ea/R) * (1/T1 - 1/T2),
где k1 и k2 - скорости реакции при температурах T1 и T2, Ea - энергия активации реакции, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль·К), ln - натуральный логарифм.
Для начала, найдем скорость реакции при 80˚С. Поскольку у нас нет конкретных численных данных о скорости реакции, предположим, что она равна 1 (это никак не влияет на итоговые результаты, так как мы рассматриваем только относительные изменения).
Т1 = 80 + 273 = 353 К, k1 = 1
а) При 110˚С:
T2 = 110 + 273 = 383 К
ln(k2/1) = (Ea/8.314) * (1/353 - 1/383)
ln(k2) = (Ea/8.314) * (1/353 - 1/383)
k2 = e^[(Ea/8.314) * (1/353 - 1/383)] (примечание: e - экспонента)
Таким образом, скорость реакции при 110˚С составляет k2.
б) При 60˚С:
T2 = 60 + 273 = 333 К
ln(k2/1) = (Ea/8.314) * (1/353 - 1/333)
ln(k2) = (Ea/8.314) * (1/353 - 1/333)
k2 = e^[(Ea/8.314) * (1/353 - 1/333)]
Таким образом, скорость реакции при 60˚С составляет k2.
Но у нас нет значения энергии активации реакции (Ea), поэтому не можем найти конкретные значения скоростей реакции и, соответственно, времени, необходимого для проведения реакции при других температурах. Если мы получим значение энергии активации (Ea), мы сможем подставить его в формулу Аррениуса и найти требуемое время для проведения реакции при 110˚С и 60˚С.