Question

O masă de 2760 kg de toluen se supune clorurării şi se obţine un amestec organic de reacţie ce conţine
2-clorotoluen, 4-clorotoluen, 2,4-diclorotoluen şi toluen nereacţionat. În amestecul organic de reacţie, raportul
molar 2-clorotoluen : 4-clorotoluen este 2 : 9. Cunoscând conversia utilă cu = 60% şi conversia totală ct = 80%,
calculaţi volumul de clor, exprimat în m3, măsurat în condiţii normale de temperatură şi de presiune, necesar
procesului, ştiind că produsul util este 4-clorotoluenul.

Answer 1

putem transforma masa de toluen in moli:
n=m/M (Mtoluen=92kg/kmol) => n=2760/92=30kmoli toluen
C₇H₈ + Cl₂ -> C₇H₇-Cl + HCl (aici luam amestec de 2 si 4)
C₇H₈ + 2Cl₂ -> C₇H₆=Cl₂ + 2HCl
C₇H₈ -> C₇H₈
deoarece atat toluenul cat si produsii de reactie clorurari au coeficientii stoechiometrici 1 => ntoluen=namestec=30kmoli
Cu/100=nutil/nintrodus => 60/100=nutil/30 => nutil=18kmoli 4-clorotoluen
raport molar de 2:9 => 2x kmoli de 2-cloro si 9x kmoli 4-clorotoluen
insa 9x=18 comform cu Cu => x=2kmoli => 4kmoli de 2-clorotoluen
Ct/100=ntrans/nintrodus => 80/100=ntrans/30 => ntrans=24kmoli
insa ntrans=namestec de 2 si 4 + ndicloro
23=18+4+y => y=1kmol de 2,4diclorotoluen
si nnetrans=6kmoli
          22,4m³ 1kmol
C₇H₈ + Cl₂ -> C₇H₇-Cl + HCl
          a=?     23kmoli
          44,8m³  1kmol
C₇H₈ + 2Cl₂ -> C₇H₆=Cl₂ + 2HCl
           b=?      1kmol
a=515,2m³ si b=44,8m³
VCl₂ consumat=560m³