Question

1) La tratarea cu H2SO4 DIN 6 L de alcool izopropilic cu densitatea de 0,8g/cm³ .
  a) ce se pot obtine in functie de conditiile de lucru ? 

2) Un mol de alcool saturat aciclic degaja in reactia cu sodiul 22,4l H2 . Doi moli din acelasi alcool formeaza prin ardere 134,4l co2, cu un randament al reactiei de ardere de 75%. Formula moleculara a alcoolului este ? 

3) O cantiatate de 460 g dintr-un alcool monohidroxilic saturat , se transforma in prezenta H2SO4 in 370 g de eter. 
a) sa se determine formula moleculara a alcoolului si a eterului , precum si concentratia H2SO4 dupa separarea eterului , daca initial s-au folosit 400g de solutie H2SO4 98%

4) O cantiatate de 47 t fenol se hidrogeneaza la 180°C , in prezenta de Ni , obtinandu-se 39,2 t compus hidrogenant (A) , prin aditia a doi moli de H2 pentru un mol de fenol . Restul de fenol se hidrogeneaza la compusul B , necesitand 3 moli de H2 pentru un mol de fenol. 
a) Calculati cantitatea de produs B care se obtine .  

Ajutooor !!!!

Answer 1

Cu semnul "*" voi nota inmultirea.

Pentru problema 1  ai deja rezolvarea din punctul meu de vedere, la o alta ntrebare pusa de tine.. Evident, poti sa ceri si alte pareri.  Eu cu ce am stiut la aceasta  problema, te-am ajutat.

Problema 2.

Nu stim cate grupari hidroxil contine acoolul. Pentru a gasi asta, ne folosim de reactia alcoolului cu Na.
Stim din teorie ca pentru un alcool monohidroxilic R - OH, reactia cu Na se scrie:
R - OH  +  Na  =>  R - O-Na+  +  1/2H2
Deci daca alcoolul este monohidroxilic, din 1 mol de alcool R - OH rezulta 1/2 moli H2. Asta inseamna, daca presupunem ca se lucreaza in c.n.,  cand volumul unui mol de gaz este 22,4 litri, ca din 1 mol de R - OH rezulta (1/2)*22,4 = 11,2(l H2).
Deoarece in cazul alcoolului din problema se obtin 22,4 l H2, adica(in c.n.) 2 moli de H2, rezulta ca alcoolul din problema contine doua grupari hidroxil -OH, deci avem de-a face cu un alcool saturat aciclic dihidroxilic, pentru care putem scrie formula generala CnH2n(OH)2, sau CnH2n+2O2.
In urma arderii rezulta practic 134,4 l CO2.
Considerand ca ne aflam in c.n., sa gasim cati moli de CO2 rezulta practic.

Daca 1 mol CO2 reprezinta 22,4 l CO2
Atunci a moli CO2 vor reprezenta 134,4 l CO2

a = 1*134,4/22,4 = 6(moli CO2).

Randamentul reactiei fiind eta = 75%, rezulta ca din stoechiometria reactiei chimice ar trebui sa se obtina teoretic: 6*100/75 = 8(moli CO2).
Ecuatia reactiei de ardere este:

CnH2n+2O2  +  (3n - 1)/2O2  =>  nCO2  +  (n + 1)H2O

Daca din 1*1 moli alcool se obtin n*1 moli CO2
Atunci din 2 moli alcool se obtin 8 moli CO2
Si de aici gasim pe n.
2n = 8, de unde n = 4.
Deci formula moleculara a alcoolului este C4H10O2.

Problema 3.

a)
Notam alcoolul monohidroxilic saturat CnH2n+2O, sau CnH2n+1OH

Ecuatia reactiei chimice de eliminare intermoleculara a apei va fi:

CnH2n+1 - O - H  +  H - O - CnH2n+1  =>  CnH2n+1 - O - CnH2n+1  +  H2O
sau,altfel scris
2CnH2n+1 - O - H  =>  CnH2n+1 - O - CnH2n+1 + H2O
Masa molara a alcoolului CnH2n+2O este n*12 + (2n + 2)*1 + 1*16 = (14n + 18)(g/mol).
Masa molara a eterului C2nH4n+2O este 2n*12 + (4n + 2)*1 + 1*16 = (28n + 18)(g/mol).

Pe baza stoechiometriei ecuatiei reactiei chimice putem scrie:

2CnH2n+1 - O - H  =>  CnH2n+1 - O - CnH2n+1  +  H2O

Daca din 2*(14n + 18) g alcool rezulta 1*(28n + 18) g eter
Atunci din 460 g alcool rezulta 370 g eter

2*(14n + 18)*370 = (28n + 18)*460 .
Simplific cu 10 si dau 2 in factor comun din cele doua paranteze. Pe 46 il scriu sub forma 46 = 2*23

2*2*(7n + 9)*37 = 2*2(14n + 9)*23
Simplific cu 4 si rezulta:
37*(7n + 9) = 23(14n + 9)
259n + 333 = 322n + 207
63n = 126, de unde n = 2
Deci formula moleculara a alcoolului este CH3 - CH2 - OH, deci este etanolul.
Eterul este dietil eter, cu formula moleculara C4H10O, si cu formula structurala
C2H5 - O - C2H5

Avem 400 g solutie H2SO4 98%. Masa dizolvata o gasim din formula concentratiei procentuale.
c = 100*md/ms, de unde md = c*ms/100 = 98*400/100 = 392(g H2SO4).
Restul pana la 400 g este apa, adica 400 - 392 = 8(g apa).

Masa dizolvata de acid sulfuric(adica 392 g) se regaseste in aceeasi cantitate si la sfarsitul reactiei, deoarece acidul sulfuric nu s-a consumat in reactie(nu este reactant).  In schimb, masa solutiei se modifica deoarece in reactie s-a format apa.
Sa vedem ce masa de apa s-a obtinut din 460 g etanol.
Masa molara a etanolului C2H5OH este 2*12 + 6*1 + 1*16 = 46(g/mol).
Masa molara a H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

2C2H5OH  =>  C2H5 - O - C2H5  +  H2O

Daca din 2*46 g etanol rezulta 1*18 g apa
Atunci din 460 g etanol va rezulta x g H2O

x = 460*18/(2*46) = 90(g apa).
Atunci in solutia rezultata dupa separarea eerului vom avea 8 + 90 = 98(g apa).
Masa solutiei de H2SO4 la sfarsit este 392 + 98 = 490(g solutie H2SO4).
Concentratia procentuala a solutiei de H2SO4 la sfarsit va fi:
c = 100*392/490 = 80. Deci la sfarsit concentratia solutiei de H2SO4 este de 80%.

Problema 3.

Prin aditia a doi moli H2 la un mol de fenol rezulta ciclohexanona C6H10O, conform ecuatiei reactiei:
C6H5OH  +  2H2  =>  C6H10O
Deci compusul A este ciclohexanona C6H10O.

Prin aditia a trei moli H2 la un mol de fenol rezulta ciclohexanul C6H11OH, conform ecuatiei reactiei:
C6H5OH  +  3H2  =>  C6H11OH
Deci compusul B este ciclohexanul C6H11OH.

Masa molara a C6H5OH este 6*12 + 6*1 + 1*16 = 94(g/mol).
Masa molara a C6H10O este 6*12 + 10*1 + 1*16 = 98(g/mol).
Masa molara a C6H11OH este 6*12 + 12*1 + 1*16 = 100(g/mol).
Sa  vedem ce masa de fenol se foloseste pentru obtinerea a 39,2 t ciclohexanona.

C6H5OH  +  2H2  =>  C6H10O
Daca din 1*94 t fenol rezulta 1*98 t ciclohexanona
Atunci din x t fenol vor rezulta 39,2 t ciclohexanona

x = 39,2*94/98 = 37,6(t fenol).

Deci din cele 47 t  fenol introduse, 37,6 t fenol  vor fi folosite pentru obtierea a 39,2 t ciclohexanona. Rezulta ca se vor utiliza pentru obtinerea de ciclohexanol:
47 - 37,6 = 9,4(t fenol).
Sa vedem ce masa de ciclohexanol va rezulta din 9,4 t fenol.

C6H5OH  +  3H2  =>  C6H11OH
Daca din 1*94 t fenol rezulta 1*100 t ciclohexanol
Atunci din 9,4 t fenol vor rezulta y t ciclohexanol

y = 9,4*100/94 = 10(t ciclohexanol).
Asadar, se obtin 10 t de produs B, adica 10 t de ciclohexanol.