Question

La fabricarea fenolului prin topire alcalina,se incalzeste la 300 grade C,un amestec de benzensulfonat de sodiu si hidroxid de sodiu de puritate 80 %,rezultand o topitura care contine ca produs principal fenoxidul de sodiu.Prin tratarea fenoxidului cu o solutie apoasa de acid acetic se obtine fenolul brut,conform urmatoarelor reactii : C6H5SO3Na+2NaOH->C6H5ONa+Na2SO3 C6H5ONa+CH3COOH->C6H5OH+CH3COONa Fenolul brut se purifica prin distilare.Stiind ca randamentul sunt :95% pentru topire alcalina,98%pentru acidulare si 98% pentru distilare ,sa se calculeze masa de hidroxid de sodiu 80% necesara pentru fabricarea unei tone de fenol.

Answer 1

Răspuns:

Încerc, să vă explic propunerea mea de rezolvare, plecând de la randamentul global al procesului tehnologic de obținere fenol din benzensulfonat de sodiu și hidroxid de sodiu materii prime (alături de acidul acetic din soluția apoasă)!

În tehnologia chimică, randamentul global în produsul finit, al unui proces format din mai multe etape este produs randamentelor fiecărei etape, fapt ce poate fi demonstrat ușor prin calcul:

η global = η1 etapa 1. η2 etapa2... . ηn etapa n

Rezultă în cazul acestei probleme, că randamentul global de fabricare fenol prin cele trei etape este:

η global în fenol pur =η1 etapa 1. η2 etapa 2.η3 etapa 3

unde am notat cu:

• -etapa 1= topirea C₆H₅SO₃H cu NaOH, când are loc reacția chimică dintre ei, cu formare de C₆H₅SO₃Na, cu randamentul. η₁=95% (sau 0,95)

• -etapa 2= tratarea C₆H₅SO₃Na cu CH₃COOH, când se formează fenol brut (impur), cu randamentul, η2 = 98% (sau 0,98).

• -etapa 3= purificarea prin distilare a fenolului brut de mai sus, când se obține fenol pur, cu randamentul, η3= 98% (sau 0,98)

⇒η global în fenol pur (C₆H₅OH) = 0,95.0,98.0,98 =0,91238, rotunjit la 0,91

Acum, dacă avem randamentul global în fenol trecem la calcularea masei de sodă caustică, cerută în problemă!

Etape de calcul masa de sodă caustică, cu 80% NaOH, consumată la obținerea 1 t de C₆H₅OH cu randament de 0,91

a) calculăm masa teoretică de fenol (mt), care s-ar obține dacă randamentul ar fi de 100%, adică nu sunt pierderi. Este necesară pentru calculul stoechiometric de NaOH consumat. Se aplică expresia matematică pentru randament:

η global în fenol pur=0,91= mp/ mt

unde:

mp= masa (cantitatea) practic obținută de fenol pur=1 t=1000 kg

mt=? Kg

mt= mp/η global în fenol pur= 1000 kg/0,91=1098,90 Kg

b) calculăm masa de NaOH (X), kg, care se consumă stoechiometric pentru obținerea de 1098,90 Kg de C₆H₅OH, astfel:

b1) Mase moleculare, M, implicate în calcul

M NaOH = A Na + A O + A H = 23+1+16=40 kg/kmol

M C₆H₅OH = 6.A C + 6. A H + A O = 94 kg/kmol

1mol = M (g/mol); 1kmol= M (kg/kmol)

b2) calcul stoechiometric, pentru suma celor trei ecuații chimice:

2 kmoli de NaOH........produc 1 kmol de C₆H₅OH

dacă 2.40 kg/kmol NaOH......produc 94 kg/kmol C₆H₅OH

atunci  X, kg NaOH.................produc  1098,90 Kg C₆H₅OH

X = 2.40 .1098,90 kg/ 94=935,23 Kg NaOH pur

c) Calculăm masa de sodă caustică (Y), kg, cu 80% NaOH puritate, astfel:

dacă în 100 % sodă.................sunt 80 % NaOH pur

atunci în Y, kg.........................sunt 935,23 Kg

Y = 100 .935,23 kg/ 80=1169, 0375, rotunjit la 1169

R: 1169 kg de sodă cu 80 % NaOH

Verificați calculele, vă rog!

Explicație: