Question

o proba de acid benzoic cu masa de 48,8 % este tratata cu 80 kg de amestec nitrant ce contine 63% acid azotic, in vederea obtinerii acidului m-nitrobenzoic. Cunoscand Cu=75% si Ct=87,5 % calculati a:masa de acid m0nitrobenzoic rezultat in reactie b:concentratia  procentuala in acid azotic a solutiei apoase rezultate dupa separarea compusilor organici.

Answer 1

Cred ca ai vrut sa scrii ca masa de acid benzoic este 48,8 kg. Eu in aceasta ipoteza voi face rezolvarea.

a).

Pentru HNO3 voi folosi si notatia HONO2.


Mase molare: pentru C6H5COOH este 7*12 + 6*1 + 2*16 = 122(g/mol); pentru HNO3 este 1*1 + 1*14 + 3*16 = 63(g/mol); pentru C6H4(NO2)COOH este 7*12 + 5*1 + 1*14 + 4*16 = 167(g/mol); pentru H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

Masa de acid azotic din amestecul nitrant este: 63*80/100 = 50,4(kg HONO2).

Restul masei de amestec nitrant este: 80 - 50,4 = 29,6(kg amestec nitrant).

Sa vedem ce masa de HONO2 reactioneaza cu 48,8 kg acid benzoic.

C6H5COOH  +  HONO2   = >   m - C6H4(NO2)COOH  +  H2O

48,8 kg
C6H5COOH
1*122 kg

x kg
HONO2
1*63 kg

x = 48,8*63/122 = 25,2(kg HONO2).

Deci HONO2 este introdus in exces cu 50,4 - 25,2 = 25,2(kg HONO2).

Cunoscand Cu si Ct, gasim randamentul reactiei:

eta = 100*Cu/Ct = 100*75/87,5 = aprox. 85,71428 = aprox. 85,72.
Deci eta% = aprox. 85,72%.

Masa de acid meta - nitrobenzoic rezultata teoretic va fi9o calculez fata de reactantul care NU este in exces):

48,8 kg
C6H5COOH
1*122 kg

y kg
m - C6H4(NO2)COOH
1*167 kg

y = 48,8*167/122 = 66,8(kg m - C6H5(NO2)COOH).

Tinand cont de randament, rezulta ca masa practica de acid meta - nitrobenzoic obtinuta este:

85,72*66,8/100 = aprox. 57,26096(kg m - C6H5(NO2)COOH).

b). Dupa indepartarea compusilor organici, in sistem se gaseste excesul de HONO2(adica 25,2 kg), restul de amestec nitrant(adica 29,6 kg) si apa ce rezulta in urma reactiei chimice. Gasim aceasta masa de apa.

48,8 kg
C6H5COOH
1*122 kg

z kg
H2O
1*18 kg

z = 48,8*18/122 = 7,2(kg H2O).

Deoarece randamentul reactiei este 85,72%, masa de apa rezultata practic din reactie este: 85,72*7,2/100 = 6,17184(kg H2O).

Total masa solutie rezultata dupa indepartarea compusilor organici:
25,2 + 29,6 + 6,17184 = 60,97184(kg solutie).

Procentul masic de HONO2 in aceasta solutie va fi deci:

100*25,2/60,97184 = aprox. 42,330555 = aprox. 41,33.

Decii procentul masic de HONO2 in solutia anorganica ramasa este aprox. 41,33%.

Nu sunt sigur ca e corect, deci verifica si tu.