Question

La halogenarea catalitica a benzenului se formeaza un amestec organic ce contine 20% benzen nereactionat,60% monoclorobenzen si 20% diclorobenzen in procente molare.
a) Calculati raportul molar in care au fost introduse benzenul si clorul in proces;
b) Calculati masa de monoclorobenzen rezultata din 15,6 kg benzen,in conditiile date.
c) Calculati masa solutie de NaOH 40% necesara neutralizarii acidului clorhidric rezultat.            va rooooog!!macar sa mi explicati :(( cine stie???!

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea.

a)
Notam cu a - numar moli amestec organic rezultat la halogenarea catalitica a benzenului. Deci in a moli de acest amestec se vor gasi 20*a/100 = 0,2a(moli C6H6 nereactionat), 60*a/100 = 0,6a(moli C6H5Cl) si 20*a/100 = 0,2a(moli C6H4Cl2).

Sa vedem cati moli de C6H6 si Cl2 se consuma in fiecare reactie, in functie de a.

C6H6  +  Cl2  -->  C6H5Cl  +  HCl


Daca din 1*1 moli C6H6 rezulta 1*1 moli C6H5Cl
Atunci din b1 moli C6H6 vor rezulta 0,6a moli C6H5Cl

b1 = 1*0,6a/1 = 0,6a(moli C6H6).

Daca din 1*1 moli Cl2 rezulta 1*1 moli C6H5Cl
Atunci din c1 moli Cl2 vor rezulta 0,6a moli C6H5Cl

c1 = 1*0,6a/1 = 0,6a(moli Cl2).



C6H6  +  2Cl2  -->  C6H4Cl2  +  2HCl

Daca din 1*1 moli C6H6 rezulta 1*1 moli C6H4Cl2
Atunci din b2 moli C6H6 vor rezulta 0,2a moli C6H4Cl2

b2 = 1*0,2a/1 = 0,2a(moli C6H6).

Daca din 2*1 moli Cl2 rezulta 1*1 moli C6H4Cl2
Atunci din c2 moli Cl2 vor rezulta 0,2a moli C6H4Cl2

c2 = 2*0,2a/1 = 0,4a(moli Cl2).

Total moli C6H6 reactionat: b1 + b2 = 0,6a + 0,2a = 0,8a(moli C6H6).
Insa am vazut ca raman nereactionati 0,2a moli C6H6.

Deci in total s-au introdus in proces 0,8a + 0,2a = a(moli C6H6).

Total moli Cl2 introdusi in proces(tot clorul introdus in proces s-a consumat in cele doua reactii chimice): c1 + c2 = 0,6a + 0,4a = a(moli Cl2).

Deci raportul molar in care s-au introdus C6H6 si Cl2 in proces este a : a = 1 : 1.

b)
Masa molara a C6H6 este 6*12 + 6*1 = 78(g/mol).
Masa molara a C6H5Cl este 6*12 + 5*1 + 1*35,5 = 112,5(g/mol).

Daca 1 kmol C6H6 contine 78 kg C6H6
Atunci d kmoli C6H6 contin 15,6 kg C6H6

d = 1*15,6/78 = 0,2(kmoli C6H6) = 200(moli C6H6).

C6H6  +  Cl2  -->  C6H5Cl  +  HCl

Din rezolvarea de la punctul a) am vazut ca din cei a moli de benzen introdusi in proces, b1 moli de benzen(adica 0,6a moli de benzen) se consuma pentru a forma compusul monoclorurat.

In cazul nostru a = 200 moli C6H6, iar in reactia de obtinere a C6H5Cl se consuma 0,6a moli C6H6, adica 0,6*200 = 120(moli C6H6).

Conform ecuatiei reactiei de obtinere a C6H5Cl din C6H6, se observa ca:

Daca din 1*1 moli C6H6 rezulta 1*1 moli C6H5Cl
Atunci din 120 moli C6H6 vor rezulta e moli C6H5Cl

e = 1*120/1 = 120(moli C6H5Cl).

Daca 1 mol C6H5Cl corespunde la 112,5 g C6H5Cl
Atunci 120 moli C6H5Cl vor corespunde la x g C6H5Cl

x = 120*122,5/1 = 14700(g C6H5Cl) = 14,7(kg C6H5Cl).


c)

Masa molara a NaOH este 1*23 + 1*16 + 1*1 = 40(g/mol).

Inteleg ca se lucreaza in conditiile in care s-au introdus in proces 15,6 kg benzen. Eu in aceasta ipoteza voi rezolva.

Sa vedem mai intai cati moli de HCl rezulta la obtinerea C6H5Cl(reactie in care s-au consumat 120 moli C6H6).

C6H6  +  Cl2  -->  C6H5Cl  +  HCl

Daca din 1*1 moli C6H6 rezulta 1*1 moli HCl
Atunci din 120 moli C6H6 vor rezulta f1 mol HCl

f1 = 1*120/1 = 120(moli HCl).

Sa vedem acum cati moli de HCl rezulta din reactia de obtiinere a compusului diclorurat.

C6H6  +  2Cl2  -->  C6H4Cl2  +  2HCl

Din rezolvarea de la punctul a) am vazut ca din cei a moli de benzen introdusi in proces, b2 moli de benzen(adica 0,2a moli de benzen) se consuma pentru a forma compusul diclorurat.

In cazul nostru a = 200 moli C6H6, iar 0,2a inseamna 0,2*200 = 40(moli benzen).

Daca din 1*1 moli C6H6 rezulta 2*1 moli HCl
Atunci din 40 moli C6H6 vor rezulta f2 moli HCl

f2 = 2*40/1 = 80(moli HCl).

Deci in total s-au obtinut, plecand de la  cele 15,6 kg C6H6, un numar de f1 + f2 = 120 + 80 = 200(moli HCl).

Sa vedem ce masa de NaOH reactioneaza cu 200 moli HCl

NaOH  +  HCl  =  NaCl  +  H2O

Daca 1*40 g NaOH reactioneaza cu 1*1 moli HCl
Atunci y g NaOH vor reactiona cu 200 moli HCl

y = 40*200/1 = 8000(g NaOH) = 8(kg NaOH). Aceasta este masa dizolvata de NaOH, adica md.

Masa solutiei ms de NaOH 40% o gasim din formula concentratiei procentuale.

c = 100*md/ms, de unde ms = 100*md/c = 100*8/40 = 100/5 = 20(kg solutie NaOH 40%).

Verifica si tu.