Задача по химии 6. В сосуд налили раствор серной кислоты, а сверху – толстый слой жира. Площадь контакта двух жидкостей в сосуде составила 0,04 м2. После выдерживания смеси в течение 30 минут при 50оС образовалось 2,76 г глицерина. Рассчитайте массу глицерина и количество жирных кислот, которые будут получены при выдерживании этого же жира над таким же раствором серной кислоты при 80оС в течение 6 часов в сосуде с площадью контакта жидкостей 0,02 м2. Температурный коэффициент данной реакции равен двум.
Дано:
S1 = 0,04 м2 - площадь контакта в первом случае
t1 = 30 мин = 0,5 ч - время выдерживания в первом случае
T1 = 50°C - температура в первом случае
m1 = 2,76 г - масса глицерина в первом случае
S2 = 0,02 м2 - площадь контакта во втором случае
t2 = 6 ч - время выдерживания во втором случае
T2 = 80°C - температура во втором случае
К = 2 - температурный коэффициент реакции
Для начала найдем количество глицерина и жирных кислот во втором случае:
m2 = m1 (S2 t2 exp((-0,693 (T2 - T1)) / (R T1 T2))) / (S1 * t1)
где R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К))
Подставляем известные значения и находим m2:
m2 = 2,76 (0,02 6 exp((-0,693 (80 - 50)) / (8,31 50 80))) / (0,04 * 0,5) = 42,47 г
Теперь найдем количество жирных кислот во втором случае, используя коэффициент пропорциональности температурных коэффициентов:
Количество жирных кислот во втором случае = К (m2 - m1) = 2 (42,47 - 2,76) = 79,42 г
Итак, при выдерживании жира над раствором серной кислоты при 80°C в течение 6 часов получится 42,47 г глицерина и 79,42 г жирных кислот.