W chlorowaniu termicznym metanu mogą powstawać różne produkty (m.in. chlorometan i dichlorometan). W takim zadaniu nie wystarcza sama "prosta" stechiometria pojedynczej reakcji, bo w praktyce zachodzą kolejne etapy chlorowania oraz reakcje równoległe. Dlatego w treści pojawia się kluczowy element: dane w tabeli dla temperatury 440°C.
Wymagane postępowanie ma zwykle następującą logikę:
- Wybrać z tabeli dane odpowiadające 440°C (np. rozkład produktów, konwersję, selektywność lub bezpośrednio skład mieszaniny po reakcji) dla różnych stosunków wsadu Cl2 : CH4.
- Dla każdego rozważanego stosunku wsadu obliczyć (lub bezpośrednio odczytać, zależnie od formy tabeli) udział molowy dichlorometanu w mieszaninie poprodukcyjnej.
- Porównać wynik z warunkiem zadania: mieszanina ma zawierać 35% mol. dichlorometanu.
Odpowiedź "2,0 : 1" jest poprawna, ponieważ przy tym stosunku molowym substratów dane tabelaryczne dla 440°C prowadzą do składu, w którym dichlorometan stanowi 35% mol. mieszaniny poprodukcyjnej.
Pozostałe propozycje są błędne typowo z jednego z dwóch powodów:
- Stosunek zbyt mały (np. 1,7 : 1) oznacza relatywnie mniej chloru w porównaniu do metanu, co zwykle ogranicza "głębsze" chlorowanie i daje udział dichlorometanu mniejszy od wymaganego.
- Stosunek zbyt duży (np. 2,3 : 1) sprzyja większemu udziałowi produktów bardziej chlorowanych (lub innemu rozkładowi z tabeli), przez co 35% mol. nie jest spełnione.
- Proporcja o odwróconej relacji (np. 1,0 : 2) nie odpowiada warunkowi wymaganej zawartości dichlorometanu w danych dla procesu i najczęściej prowadzi do zbyt małego stopnia chlorowania.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy % mol. dotyczy całej mieszaniny poprodukcyjnej (z ewentualnymi nieprzereagowanymi składnikami), czy wyłącznie puli produktów. To jedno z najczęstszych źródeł rozbieżności w obliczeniach.
