Μάθημα : Χημεία Προσανατολισμού - Κεφάλαιο 4

Κωδικός : EL657240

Χημεία Προσανατολισμού - Κεφάλαιο 4

EL657240  -  ΜΙΧΑΗΛ ΣΜΑΡΑΓΔΑΚΗΣ

Ενότητες - ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Απόδοση αντίδρασης

1. Σε κλειστό δοχείο όγκου V τοποθετούνται 10 mol H2 και 10 mol Ι2 οπότε λαμβάνει χώρα η αντίδραση:

Η2(g) + Ι2(g) ⟷ 2ΗΙ(g)

Στο πρώτο διάγραμμα απεικονίζεται η μεταβολή των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων και του προϊόντος. Να σχεδιάσετε στους άξονες των επόμενων διαγραμμάτων τη μεταβολή των συγκεντρώσεων αν στις ίδιες συνθήκες: (α) αρχικά στο δοχείο υπήρχαν 20 mol HI,  (β) αρχικά στο δοχείο υπήρχαν 5 mol H­2, 5 mol I2 και 10 mol HI και (γ) 2 mol H2, 2 mol I2 και 16 mol HI.

 

2. Σε κλειστό δοχείο όγκου V τοποθετούνται 10 mol O2 και 20 mol F2 οπότε λαμβάνει χώρα η αντίδραση:

O2(g) + 2F2(g) ⟷ 2OF2(g)

Στις συνθήκες του πειράματος, η απόδοση της αντίδρασης είναι 60%.

Στο ίδιο δοχείο και στις ίδιες συνθήκες τοποθετούνται 20 mol ΟF2 και η πίεση στο δοχείο αρχικά είναι P=10Atm. Πόση θα είναι η πίεση όταν αποκατασταθεί η ισορροπία;

 

3. Για την παρασκευή αέριου SO­2, σε κλειστό δοχείο όγκου 10L εισάγονται 64g S και στοιχειομετρική ποσότητα O2, και γίνεται καύση του θείου. Ωστόσο στο δοχείο εκτός από την επιθυμητή καύση:

                 S(s) + O2(g)  ⟶ SO2(g)                                 

λαμβάνει χώρα και η πλήρης καύση του θείου:   2S(s)  + 3O2(g)  ⟶ 2SO3(g).

Μετά το πέρας της αντίδρασης στο δοχείο υπάρχουν ακόμη 12,8g S. Να υπολογίσετε την απόδοση της αντίδρασης και την πίεση στο δοχείο αν στο τέλος της αντίδρασης η θερμοκρασία είναι 227◦C.

 

4. Η Υδραζίνη Ν2Η4 (ΝΗ2-ΝΗ2) είναι μια εύφλεκτη και τοξική ουσία που έχει όμως αρκετές χρήσεις, όπως για παράδειγμα την χρήση της για την παρασκευή φαρμάκων, στους αερόσακους για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων αερίου και στα προωθητικά αέρια των πυραύλων. Μια από τις πρώτες μεθόδους βιομηχανικής παρασκευής (μέθοδος Olin Raschig – πατέντα του 1906) είναι η παρακάτω:

ΝΗ3 + ΝaOCl ⟶  NH2Cl + NaOH

NH2Cl + ΝΗ3 + ΝαΟΗ⟶ ΝΗ2-ΝΗ2 + ΝaCl + H2O

Στο δεύτερο στάδιο, ωστόσο παρατηρείται ότι συμβαίνει και η δευτερεύουσα ανεπιθύμητη αντίδραση:

NH2Cl + ΝΗ2-ΝΗ2 ⟶ Ν2 + 2ΝΗ4Cl

Στο τέλος γίνεται διαχωρισμός της υδραζίνης από τα παραπροϊόντα τόσο της κύριας όσο και της δευτερεύουσας αντίδρασης.

Από αρχική ποσότητα 1490kg ΝaOCl (η αμμωνία προστίθεται πάντα σε περίσσεια στη μέθοδο αυτή), μετά το πέρας  της αντίδρασης λαμβάνονται 107g στερεού NH4Cl. Nα υπολογιστεί η απόδοση της αντίδρασης.

Δίνονται τα Ar: H=1, N=14, O=16, Na=23, S=32, Cl=35,5 και το R=0,082Atm.L.mol-1.K-1