Загрузка...

Інші завдання дивись тут...

Вправа 176. Дайте означення термінам «полімер», «реакція полімеризації». Полімер — високомолекулярна сполука, молекули якої складаються з великої кількості груп атомів однакової будови. Реакцією полімеризації називають реакцію сполучення багатьох однакових молекул унаслідок руйнування кратних зв’язків.

 

Вправа 177. Укажіть правильне закінчення речення «На кінцях молекул поліетилену розміщені групи атомів …»:

а) СН; 

б) СН2;

в) СН3.

 

Вправа 178. Одна з молекул у зразку поліетилену важча за молекулу води в 700 разів. Обчисліть значення n для формули цієї молекули.

Відомо: формула поліетилену (-СH2-CH2-)n, DH2O((-СH2-CH2-)n)=700.

Знайти: n-?

Розв'язування:

M=Mr г/моль. 

Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=21+16=18, тому М(Н2О)=18 г/моль. 

Mr((-СH2-CH2-)n)=n(2Ar(C)+4Ar(H))=n(212+41)=28n, тому 

M((-СH2-CH2-)n)=28n г/моль.

DH2O((-СH2-CH2-)n)=M((-СH2-CH2-)n)/M(H2O), тому M((-СH2-CH2-)n)/M(H2O)=700

28n/18=700, 28n=70018, n=70018:28, n=450

Відповідь: n=450.

 

Вправа 179. Який об’єм етилену утворюється (в перерахунку на нормальні умови) в результаті термічного розкладу 3,5 г поліетилену?

Відомо: формула поліетилену (-СH2-CH2-)k m((-СH2-CH2-)k)=3,5 г.

Знайти: V(СH2=CH2)-?

Розв'язування:

Cкладемо рівняння термічного розкладу поліетилену:

(-СH2-CH2-)k -> kСH2=CH2

Обчислюємо кількість речовини поліетилену за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.

Mr((-СH2-CH2-)k)=k(2Ar(C)+4Ar(H))=k(212+41)=28k,

M((-СH2-CH2-)k)=28k г/моль.

n((-СH2-CH2-)k)=m((-СH2-CH2-)k) : M((-СH2-CH2-)k)=3,5 г : 28k г/моль=0,125/k моль.

За рівняння реакції співвідношення кількості речовин поліетилену і етилену n((-СH2-CH2-)k):n(СH2=CH2)=1:k, тобто в результаті термічного розкладу будь-якої кількості речовини поліетилену утворюється етилен у k разів більшої кількості, тому 

n(СH2=CH2)=n(-СH2-CH2-)n)k=(1,125/k)k=1,125 моль

З формули n=V/VM, де VM=22,4 л/моль за н.у., знаходимо об'єм етилену V=n•VM.

V(СH2=CH2)=n(СH2=CH2)•VM=0,125 моль•22,4 л/моль=2,8 л.

Відповідь: V(СH2=CH2)=2,8 л.

 

Вправа 180. Який об’єм повітря (н. у.) потрібний для спалювання 140 г поліетилену? Вважайте, що об’ємна частка кисню в повітрі становить 20%.

Відомо: формула поліетилену (-СH2-CH2-)km((-СH2-CH2-)k)=140 г, 

φ(O2)=20% або 0,2. Знайти: V(повітря)-?

Розв'язування:

I cпосіб

Обчислюємо кількість речовини поліетилену за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.

Mr((-СH2-CH2-)k)=k(2•Ar(C)+4•Ar(H))=k(2•12+4•1)=28k, тому

M((-СH2-CH2-)k)=28k г/моль.

n((-СH2-CH2-)k)=m((-СH2-CH2-)k) : M((-СH2-CH2-)k)=140 г : 28k г/моль=

=5/k моль.

Записуємо рівняння горіння поліетилену:

(-СH2-CH2-)k + 3kO2 -> 2kCO2 + 2kH2O

Співвідношення кількості реагентів (у молях) дорівнює співвідношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції. За співвідношенням n((-СH2-CH2-)k):n(О2)=1:3k, бачимо, що кількість речовини кисню у 3k разів більша, тому 

v(О2)=3kv((-СH2-CH2-)m)=3k5/k моль=15 моль.  

З формули n=V/VM, де VM=22,4 л/моль за н.у., знаходимо об'єм V=n•VM.

V(О2)=n(О2)•VM=15 моль•22,4 л/моль=336 л.

З формули обчислення об'ємної частки речовини φ(речовини)=V(речовини)/V(суміші) знаходимо V(суміші)=V(речовини)/φ(речовини).

V(повітря)=V(О2)/φ(О2)=336 л : 0,2 = 1680 л.

ІІ спосіб

Записуємо рівняння горіння поліетилену:

    140 г     х л

 (-СH2-CH2-)k + 3kO2 -> 2kCO2 + 2kH2O

     28k г   67,2k л

Над формулами сполук (-СH2-CH2-)k і O2 записуємо наведену в умові задачі масу поліетилену (140 г) і невідомий об'єм кисню (х л), а під формулами сполук - масу і об'єм відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) поліетилену й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль поліетилену з 3k моль кисню O2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому k моль кисню займуть у k разів більший об'ем, тобто 22,4k л, а 3k моль газу - 67,2k л).  

Mr((-СH2-CH2-)k)=k(2•Ar(C)+4•Ar(H))=k(2•12+4•1)=28k,

M((-СH2-CH2-)k)=28k г/моль, тому маса 1 моль=28k г.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:

за рівнянням реакції 28k г полімеру реагує з 67,2k л O2,

за умовою задачі 140 г полімеру - х л O2.

28k г / 140 г = 67,2k л / х л

х л • 28k г = 140 г • 67,2k л

х = 140 г • 67,2k л / 28k г

х = 336 л

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму, тобто 5336 л= 1680 л.

Відповідь: V(повітря)=1680 л.

 

Вправа 181. Підготуйте повідомлення про утилізацію використаних виробів із поліетилену. 

1. Резиклізування - багаторазова переробка виробів з поліетилену та інших полімерних матеріалів. 

2. Енергетична утилізація: спалювання із застосуванням відповідних технологій для отримання тепла.

3. Біорозкладання.

Інші завдання дивись тут...

Загрузка...