Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC – poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).
HCl n HC CH n H2C CHCl CH2 CHCl nnEtyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia, stanowiący główny składnik karbidu.
Reakcja acetylenku wapnia CaC2 z wodą przebiega według równania:
CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Oblicz, ile gramów karbidu, zawierającego 82 % CaC2, potrzeba do otrzymania 100 g PVC. Całkowita wydajność procesu jest równa 78 %.
Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy karbidu, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku z jednostką.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy karbidu, ale:
• popełnienie błędów rachunkowych LUB
• podanie wyniku z błędną jednostką ALBO
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia wartości:
• masy albo liczby moli acetylenku wapnia (CaC2) z uwzględnieniem wydajności reakcji
• masy karbidu bez uwzględnienia wydajności, a z uwzględnieniem zawartości zanieczyszczeń oraz poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Sposób 1.
MCaC2 = 64 g ∙ mol−1 MCH2=CHCl= 62,5 g ∙ mol−1 mPVC= mCH2=CHCl = 100 g
64 = 100gx=> x = 102,4 g 62,5 W= 78 % => mCaC2 = 0,78102,4g= 131,3 g mkarbidu= 0,82131,3g= 160 (g)Sposób 2.
MCaC2 = 64 g ∙ mol−1 MCH2=CHCl= 62,5 g ∙ mol−1
W1 – procent masy acetylenku wapnia w masie karbidu W1 = 82 % W2 – wydajność reakcji W2 = 78 %
nPVC= nCH2=CHCl = nCaC2 = 62,5100= 1,6 (mol) mCaC2 = 1,6 ∙ 64 = 102,4 gWc = W1 ∙ W2 = 0,82 ∙ 0,78 = 0,6396
102,4 mkarbidu = = 160,1 (g) 0,6396Sposób 3.
nPVC= 62,5100= 1,6 (mol) nCaC2 = 0,781,6mol= 2,05 (mol) mCaC2 = 2,05 ∙ 64 = 131,2 (g) mkarbidu = 0,82131,2g= 160 (g)Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanejpoprawnej metody i poprawnych obliczeń.