Уксусная кислота - один из важнейших продуктов химической промышленности. Один из способов её промышленного производства - окисление бутана кислородом воздуха в присутствии катализатора. Сколько кубометров бутана (в пересчете на н.у.) потребуется для получения 45 кг уксусной кислоты, если выход продукта реакции составляет 60%? Запишите подробное решение в поле ответа.

Давайте решим эту задачу по шагам. 1. Запишем уравнение реакции окисления бутана до уксусной кислоты: $$2C_4H_{10} + 5O_2 \rightarrow 4CH_3COOH + 2H_2O$$ 2. Определим молярную массу уксусной кислоты ($$CH_3COOH$$) и бутана ($$C_4H_{10}$$): * $$M(CH_3COOH) = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60 \ г/моль$$ * $$M(C_4H_{10}) = 12*4 + 10 = 58 \ г/моль$$ 3. Рассчитаем теоретическое количество уксусной кислоты, которое нужно получить (с учетом выхода 60%): * Фактический выход = 45 кг * Теоретический выход = Фактический выход / Выход (%) = $$45 \ кг / 0.6 = 75 \ кг$$ 4. Переведем массу уксусной кислоты в моли: * $$n(CH_3COOH) = \frac{m}{M} = \frac{75000 \ г}{60 \ г/моль} = 1250 \ моль$$ 5. Определим количество молей бутана, необходимое для получения 1250 моль уксусной кислоты: * Из уравнения реакции видно, что на 4 моль уксусной кислоты требуется 2 моль бутана. Значит, $$n(C_4H_{10}) = \frac{1}{2} * n(CH_3COOH) = \frac{1}{2} * 1250 \ моль = 625 \ моль$$ 6. Рассчитаем объем бутана при нормальных условиях (н.у.): * $$V(C_4H_{10}) = n * V_m$$, где $$V_m = 22.4 \ л/моль$$ (молярный объем газа при н.у.) * $$V(C_4H_{10}) = 625 \ моль * 22.4 \ л/моль = 14000 \ л = 14 \ м^3$$ Ответ: 14 м^3