Органическая кислота димерезуется, равновесие

[Амир Рафиков]

Органическая кислота A (по массе: C - 40,0%, O - 53,3% и H - 6,7%; M < 80 г/моль) в газовой фазе

димеризуется и образует молекулы A2. В опыте в сосуд объемом 20 см3

при давлении 1 атм

поместили пары органической кислоты. Масса паров при 180°C составила 36,1 мг, а при 200°C

33,4 мг.

1. Определите химическую формулу органической кислоты A.

2. Установите какой % молекул А димеризовались при 180°C и 200°C.

3. Если константа равновесия реакции димеризации (Kp) имеет единицу измерения атм-1

,

рассчитайте ее значения при 180°C и 200°C.

4. Используя ответ на 3-вопрос, скажите является ли реакция димеризации экзотермическим или

эндотермическим.

5. Нарисуйте структуру димера A2, если в его составе имеется 1 цикл. 

 

По первому пункту вроде нашел что это уксусная кислота, четвертый думаю что будет экзотермический процесс, 5 не сложно представить, а второй и третий пункт не представляю как найти

[yatcheh]

28.10.2022 в 14:02, Амир Рафиков сказал:

Органическая кислота A (по массе: C - 40,0%, O - 53,3% и H - 6,7%; M < 80 г/моль) в газовой фазе

димеризуется и образует молекулы A2. В опыте в сосуд объемом 20 см3 при давлении 1 атм

поместили пары органической кислоты. Масса паров при 180°C составила 36,1 мг, а при 200°C

33,4 мг.

1. Определите химическую формулу органической кислоты A.

2. Установите какой % молекул А димеризовались при 180°C и 200°C.

3. Если константа равновесия реакции димеризации (Kp) имеет единицу измерения атм-1

рассчитайте ее значения при 180°C и 200°C.

4. Используя ответ на 3-вопрос, скажите является ли реакция димеризации экзотермическим или

эндотермическим.

5. Нарисуйте структуру димера A2, если в его составе имеется 1 цикл. 

 

По первому пункту вроде нашел что это уксусная кислота, четвертый думаю что будет экзотермический процесс, 5 не сложно представить, а второй и третий пункт не представляю как найти

 

Кислота действительно уксусная. Димер образуется в виде цикла с двумя водородными связями.

 

2)

Объём 20 см^3, давление - 1 атм, температура - 180С и 200С

Берём наше любимое уравнение Менделеева-Клапейрона

PV = nRT

Откуда получаем:

n = P*V/(R*T)

где R = 8.31

Переводим 20 см^3 в кубические метры, 1 атм в паскали, градусы цельсия - в кельвины. Получаем n - количество вещества при 180С и при 200С

Зная массу паров при этой температуре, вычисляем среднюю молярную массу пара:

M(180) = 0.0361/n(180)

M(200) = 0.0334/n(200)

Средняя молярная масса пара связана с составом смеси:

M(мономер)*(1 - α) + M(димер)*α = M(средн)

где α - доля димера в смеси

Решив уравнения

M(мономер)*(1 - α) + M(димер)*α = M(180)

M(мономер)*(1 - α) + M(димер)*α = M(200)

Получим долю димера в смеси при двух температурах. Долю пересчитываем в проценты.

3)

Kp = P2/P1^2

где P1 - давление мономера, P2 - димера

Общее давление у нас 1 атм, парциальное давление димера в смеси P2 = α*1 атм, мономера P1 = (1-α)*1 атм. 

Берём вычисленные альфы для двух температур, считаем парциалки и вычисляем константы

 

Изменено 28 Октября, 2022 в 13:40 пользователем yatcheh