Question

La hidrogenarea fenolului in prezenta de Ni, se obtine ciclohexanol si ciclohexanona , conform reactiilor : C6H5OH + 3H2 -> C6 H11 OH

                                   C6H5OH + 2H2 -> C6 H10 O (CICLOHEXANONA)

Stiind ca se lucreaza cu un raport molar  fenol:H2  de 1:100 , ca tot fenolul reactioneaza si ca doar 2,8% (procente molare) din hidrogen se consuma, sa se calculeze raportul molar ciclohexanol:ciclohexanona.

Answer 1

Iulia, eu m-am gandit asa, desi nu sunt sigur ca e corect.

Notam cu a - numar moli de fenol consumati pentru obtinerea ciclohexanolului, cu b - numar moli de H2 consumati pentru obtinerea ciclohexanolului, cu c - numar moli de fenol consumati pentru obtinerea  ciclohexanonei si cu d - numar moli de H2 consumati pentru obtinerea ciclohexanonei. Sa mai notam cu x - numar moli de ciclohexanol obtinuti si cu y - numar moli de ciclohexanona obtinuti.

Deci ne intereseaza raportul x/y.

Sa vedem cati moli de produsi rezulta in fiecare caz, in functie de numarul de moli de reactant ce se consuma total, adica fenolul.

C6H5OH  +  3H2  rezulta    C6H11OH


1*1 moli
C6H5OH
a moli

3*1 moli
3H2
b moli

1*1 moli
C6H11OH
x moli

x = a*1/1 = a(moli C6H11OH).

Luam acum cealalta reactie.

C6H5OH  +  2H2  rezulta  C6H10O

1*1 moli
C6H5OH
c moli

2*1 moli
2H2
d moli

1*1 moli
C6H10o
y moli

y = c*1/1 = c(moli C6H10O).

Deci raportul cautat x/y devine: x/y = a/c, adica el este tocmai raportul molar dintre molii de fenol tranformati in ciclohexanol si molii de fenol transformati in ciclohexanona.

Si acum sa judecam logic.

Daca raportul molar initial fenol:H2 este 1:100 si daca numai 2,8%(procente molare) din H2 introdus se consuma, ar rezulta, logic, ca pentru 1 mol de fenol se vor consuma in reactii doar 2,8% diin 100 moli H2, adica 2,8 moli H2, adica de 2,8 ori mai mult. Deci asta inseamna ca pentru cei (a + c) moli de fenol care sunt introdusi si reactioneaza total in ambele reactii, vor reactiona propriu-zis de 2,8 ori mai multi moli de H2.

Asta s-ar scrie: (a + c)/(b + d) = 1/2,8.      (1)

Din ecuatiile reactiilor  putem exprima numarul de moli de H2 consumati in fiecare reactie:

b = 3*a/1 = 3a(moli H2);

d = 2*c/1 = 2c(moli H2).

Deci putem scrie numarul de moli de H2 consumati: b + d = (3a + 2c)(moli H2).    (2)

Sa inlocuim relatia (2) in relatia (1):

(a + c)/(b + d) = 1/2,8

(a + c)/(3a + 2c) = 1/2,8

Si de aici sa scoatem raportul care ne intereseaza, adica a/c:

2,8(a + c) = 1*(3a + 2c)
2,8a + 2,8c = 3a + 2c
0,2a = 0,8c, adica a = 4c, adica a/c = 4.

Deci, dupa cum am precizat mai inainte, x/y = a/c = 4, deci rezulta de patru ori mai multi moli de ciclohexanol decat moli de ciclohexanona.

Sper ca am gandit corect solutia problemei. Oricum verifica si tu.