Załóżmy, że procesowi krakingu- Zadanie 135: Chemia Zbiór zadań maturalnych. Część 2

Rozwiązanie

Rozwiązanie:

Dane:

$Δ H_{1}^{o} = 212, 8 \frac{kJ}{mol}$

$Δ H_{2}^{o} = 190, 3 \frac{kJ}{mol}$

$Δ H_{3}^{o} = 190, 9 \frac{kJ}{mol}$

$n_{C X_{5} H X_{12}} = 10 mol$

$%_{V} CH X_{4} = 15%$

$%_{V} C X_{2} H X_{6} = %_{V} C X_{2} H X_{4}$

Szukane:

$Δ H_{krak. C X_{5} H X_{12}}^{o} = ?$

Obliczenia:

Opisany kraking pentanu zachodził w trzech procesach:

1.	$C X_{5} H X_{12} CH X_{4} + C X_{4} H X_{8}$	$Δ H_{1}^{o} = 212, 8 \frac{kJ}{mol}$
2.	$C X_{5} H X_{12} C X_{2} H X_{6} + C X_{3} H X_{6}$	$Δ H_{2}^{o} = 190, 3 \frac{kJ}{mol}$
3.	$C X_{5} H X_{12} C X_{3} H X_{8} + C X_{2} H X_{4}$	$Δ H_{3}^{o} = 190, 9 \frac{kJ}{mol}$

Z powyższych równań reakcji można wywnioskować, że:

$%_{V} CH X_{4} = %_{V} C X_{4} H X_{8}$

$%_{V} C X_{2} H X_{6} = %_{V} C X_{3} H X_{6}$

$%_{V} C X_{3} H X_{8} = %_{V} C X_{2} H X_{4}$

oraz z treści zadania wiadomo, że $%_{V} C X_{2} H X_{6} = %_{V} C X_{2} H X_{4}$

więc: $%_{V} C X_{2} H X_{6} = %_{V} C X_{3} H X_{6} = %_{V} C X_{3} H X_{8} = %_{V} C X_{2} H X_{4}$

Łącząc powyższe zależności z informacjami podanymi w treści zadania można obliczyć skład objętościowy mieszaniny poreakcyjnej:

$%_{V} CH X_{4} = %_{V} C X_{4} H X_{8} = 15%$

$%_{V} C X_{2} H X_{6} + %_{V} C X_{3} H X_{6} + %_{V} C X_{3} H X_{8} + %_{V} C X_{2} H X_{4} = 100% - (%_{V} CH X_{4} + %_{V} C X_{4} H X_{8})$

$%_{V} C X_{2} H X_{6} + %_{V} C X_{3} H X_{6} + %_{V} C X_{3} H X_{8} + %_{V} C X_{2} H X_{4} = 100% - (15% + 15%)$

$%_{V} C X_{2} H X_{6} + %_{V} C X_{3} H X_{6} + %_{V} C X_{3} H X_{8} + %_{V} C X_{2} H X_{4} = 70%$

$%_{V} C X_{2} H X_{6} = %_{V} C X_{3} H X_{6} = %_{V} C X_{3} H X_{8} = %_{V} C X_{2} H X_{4} = \frac{70%}{4} = 17, 5%$

Obliczone powyżej zawartości objętościowe wszystkich składników mieszaniny możemy przełożyć na ilość moli:

Wówczas skład mieszaniny poreakcyjnej wygląda następująco:

Z procesu 1. $2 \cdot 0, 15 mol = 0, 3 mol C X_{5} H X_{12}$

Z procesu 2. $2 \cdot 0, 175 mol = 0, 35 mol C X_{5} H X_{12}$

Z procesu 3. $2 \cdot 0, 175 mol = 0, 35 mol C X_{5} H X_{12}$

Z treści zadania wiemy, że krakingowi poddano 10 moli C₅H₁₂, w związku z powyższym, możemy obliczyć z krakingu ilu moli C₅H₁₂ powstały składniki mieszaniny poreakcyjnej w każdym procesie:

W procesie 1. $0, 3 mol \cdot 10 = 3 mol C X_{5} H X_{12}$

W procesie 2. $0, 35 mol \cdot 10 = 3, 5 mol C X_{5} H X_{12}$

W procesie 3. $0, 35 mol \cdot 10 = 3, 5 mol C X_{5} H X_{12}$

Wartość entalpii opisanego krakingu pentanu będzie więc wynosić:

$Δ H_{krak. C X_{5} H X_{12}}^{o} = 3 \cdot Δ H_{1}^{o} + 3, 5 \cdot Δ H_{2}^{o} + 3, 5 \cdot Δ H_{3}^{o}$

$Δ H_{krak. C X_{5} H X_{12}}^{o} = 3 mol \cdot 212, 8 \frac{kJ}{mol} + 3, 5 mol \cdot 190, 3 \frac{kJ}{mol} + 3, 5 mol \cdot 190, 9 \frac{kJ}{mol}$

$Δ H_{krak. C X_{5} H X_{12}}^{o} = 1972, 6 kJ$

Odpowiedź: Wartość (teoretycznej) entalpii opisanego krakingu pentanu jest równa 1972,6 kJ.

Katarzyna Kamińska

Nauczycielka chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.