Question

1. Afla raportul molar in care se afla benzenul si o-xilenul, intr-un amestec care contine 91,76% C.

2. Se sulfoneaza benzenul cu solutie H2SO4 98% luat in exces cu 30%. Se obtin 356 kg amestec de acid benzen mono si disulfonic, in raport molar 3:1. Calculeaza:
a) masa benzenului folosit;
b) ce masa de oleum (cu 20% SO3) este necesar de adaugat peste "acidul rezidual", pentru a-l reutiliza in procesul de sulfonare.

Answer 1

1. benzen : C₆H₆  (n₁ moli)    xilen : C₈H₁₀  (n₂ moli)
% = (6n1 + 8n2)·12/ (78n1 + 106n2) ·100
91,76(78n1 + 106n2)  = 100(6n1 + 8n2)·12
7157,28n1 + 9726,56n2 = 7200n1 + 9600n2
126,56n2 = 42,72n1    n1/n2 = 126,56/42,72 = 2,96
2. C₆H₆ + HOSO₃H  = C₆H₅SO₃H + H₂O       M₁ = 158g/mol
C₆H₆ + 2HOSO₃H  = C₆H₄(SO₃H)₂ + 2H₂O   M₂ = 238g/mol
n₁·M₁ + n₂·M₂ = 356    n1/n2 = 3/1  n1 = 3n2
158·3·n2 + 238·n2 = 356    712n2 = 356    n2 = 0,5kmoli  n1 = 1,5kmoli
n benzen = n1 + n2 = 2kmoli    m benzen = 156 kg
b)  nH2SO4 = n1 + 2n2 = 1,5 + 1 = 2,5 kmoli  mH2SO4 reactionat = 2,5·98 =245kg
mH2SO4 luat in lucru = 245 + 30% ·245 = 318,5 = md initial ⇒
 ms initial = 318,5·100/98 = 325kg  (318,5 kg acid + 6,5 kg apa)
acidul rezidual contine : (318,5 - 245 = 73,5 kg acid) si (6,5 + 2,5·18 = 51,5kg apa)
⇒ ms = 125kg
se adauga m kg oleum ( 0,8m kg acid + 0,2m kg SO3)   SO3 + HOH = H2SO4
final :  msf = 125 +m    c = 98%  md = 73,5 + 0,8m + 0,2/80 ·98 ·m = 73,5 + 1,045m
(73,5+1,045m)/(125+m) ·100 = 98    7350 + 104,5m = 12250 + 98m
6,5m = 4900  m = 753,85 kg