Question

La deshidratarea 1-butanolului in prezenta acidului sulfuric la 140° C se formeaza doua substante izomere in raport de 9:1. Stiind ca la transformarea integrala a 2 moli alcool se folosesc 400g solutie de acid sulfuric de concentratie 75%, sa se calculeze:
-masa de oleum 5% adaugata pentru regenerarea acidului rezidual(se considera neglijabile pierderile de apa prin evaporare).
rezolvarea este aceasta, dar poate cineva sa mi-o explice?
Nu am inteles care e faza cu oleumul, ce reprezinta si cum il pot afla. Multumesc!

Answer 1

inainte de rezolvare iti voi povesti pe scurt ce este solutie oleum.

solutiile de H2SO4 pot fi diluate, concentrate sau supraconc.

cele supracanc. = solutiile de H2SO4 oleum ....

o solutie oleum poate contine 5% , 10% , 20% sau maxim 30% SO3 liber la 100g solutie.

astfel SO3 liber va reactiona cu o cantitate de apa si va genera o noua cantitate de H2SO4 noua.....

deci o solutie oleum de 5% insemna ca 100 g solutie avem 95 g H2SO4 pur + 5 g SO3 liber care va genera o noua cantitate de H2SO4 si in final va rezulta o solutie supraconc.  ... astfel:

retine in acest caz apa vine din mediul de reactie....

5 g        a                m g

SO3 + H2O => H2SO4

80          18             98

m = 98x5/80 = 6,125 g H2SO4

a = 18x5/80 = 1,125 g H2O consumata din mediul de reactie

=> solutia finala = 95+6,125 = 101,125 g HSO4

=> ca la 100 g sol avem 101,125 g H2SO4 dizolvat deci o c% = 101,125% (conc. formala) => sol. supraconc.

Acelasi principiu il vei aplica si pt cazurile 10% , 20%.... de SO3

Rezolvarea propriuzisa:

!!!!!! verifica ... cred ca este 2-butanol.... si NU 1-butanol

       a moli                           m1  g                 b moli               e g                        

CH3-CH2-CH(OH)-CH3 + H2SO4 --> CH3-CH=CH-CH3 + H2O

        1                                   98                        1                      18

       c moli                           m2  g                d mol                 f g

CH3-CH2-CH(OH)-CH3 + H2SO4 --> CH3CH2-CH=CH2 + H2O

       1                                       98                    1                        18

a+c = 2 , a = b , c = d

b/d = 9/1

=> a+c = 2

a/c = 9/1 => a = 9c

=> 9c+c = 2 => c = 0,2 moli => a = 1,8 moli

md = msxc/100 = 400x75/100 = 300 g

m1 = 98a , md2 = 98c

=> 98(a+c) = md-m , unde m masa de acid care trebuie regenarata

98x2 = 300 - m => m = 104 g H2SO4

e + f = 18(a+c) = 36 g din reactie la care se va aduna si apa din solutia de H2SO4 initiala, adica 400-300 = 100 g

=> m.apa = 100 + 36 = 136 g

notam cu n = de cate ori avem sol. de 100 g sol. oleum

md.final = 300 + 101,125n

m.apa = 136 - 1,125n

c.final = 75%

=> ms.final = md.finalx100/75

=> md.final + m.apa = md.finalx1,333

300 + 101,125n + 136 - 1,125n = (300 + 101,125n)1,333

436 + 100n = 400 + 134,8n

n = 1,0345x100 = 103,45 g sol. oleum