W przemyśle metanol otrzymuje się z gazu syntezowego w katalitycznej reakcji
CO + 2H₂ ⇄ CH₃OH
Stężenie metanolu w mieszaninie równowagowej zależy od temperatury, ciśnienia oraz stosunku molowego n_H2: n_CO w gazie syntezowym. Zależność równowagowego stężenia metanolu w mieszaninie gazowej od stosunku molowego n_H2: n_COi ciśnienia w temperaturze T przedstawiono na poniższym wykresie.

a) Podaj liczbę moli wodoru, jaka musi przypadać na 2 mole tlenku węgla(II) przy ciśnieniu 10,0 MPa, aby w mieszaninie równowagowej znajdowało się 10% objętościowych metanolu. Oceń, czy wzrost ciśnienia – przy stałym stosunku molowym n_H2: n_CO– poskutkuje zmniejszeniem, czy też zwiększeniem wydajności reakcji otrzymywania metanolu w warunkach izotermicznych.
Liczba moli wodoru: ....................................................................................................................
Ocena: ..........................................................................................................................................

b) Na podstawie analizy wykresu uzupełnij poniższe zdania.
Im większą wartość ma stosunek molowy n_H2: n_CO , tym równowagowe stężenie alkoholu (% obj.) jest ................................. . Dla każdej wartości ciśnienia zwiększenie wartości stosunku molowego n_H2: n_CO powoduje zmianę równowagowego stężenia metanolu, tzn. ................................. stężenia metanolu. Wpływ wartości stosunku molowego n_H2: n_CO na równowagowe stężenie metanolu jest najwyraźniej widoczny dla ciśnienia ..................... MPa.

Pokaż rozwiązanie

a) Liczba moli wodoru: (około) 7 (moli)
Ocena: (Wzrost ciśnienia spowoduje) zwiększenie (wydajność reakcji otrzymywania metanolu).

b) Im większą wartość ma stosunek molowy n_H2: n_CO , tym równowagowe stężenie alkoholu (% obj.) jest mniejsze. Dla każdej wartości ciśnienia zwiększenie wartości stosunku molowego n_H2: n_CO powoduje zmianę równowagowego stężenia metanolu, tzn. zmniejszenie lub spadek stężenia metanolu. Wpływ wartości stosunku molowego n_H2: n_CO na równowagowe stężenie metanolu jest najwyraźniej widoczny dla ciśnienia 30 MPa.