Question

Se supune monosulfonarii cu 100 kg soluție h2so4 98 %, o cantitate de benzen cu masa 80 kg până când acidul rezidual ajunge la raportul molar H2SO4 :H2O de 1 :3. Determinti:
a) compoziţia procentuală masică a amestecului organic format din acid benzensulfonic şi benzen nerecţionat.
b) masa de oleum cu 5 %SO3 necesar refacerii concentraţiei iniţiale a soluţiei de acid sulfuric.

Answer 1

Ideea este: avem 98kg de H2SO4 si 2kg apa
amintesc: n=m/M
nacid=98/98=1kmol
napa=2/18=0,111kmoli
nbenzen=80/78 kmoli=1,0256kmoli
notam x kmoli cantitatea de benzen care se transforma
1kmoli...1kmol.......1kmoli.........1kmoli
C6H6 + H2SO4 -> C6H5-SO3H + H2O
x.............x...............x.....................x
acum in acidul rezidual avem: 1-x kmoli H2SO4 si 0,111+x kmoli apa
H2SO4:H2O=1:3=(1-x)/(0,1111+x)
0,1111+x=3-3x => 4x=3-0,1111=2,8888 => x=0,72222 kmoli
acum: m=n*M
nbenzen=nreact+nnereact => nnereact=1,0256-0,72222=0,303418
mbenzennereact=23,666kg benzen nereact
MC6H5-SO3H=158kg/kmol
macidbenzensulfonic=0,72222*158=114,111kg
mamestec organic=137,7777kg
%benzen=mbenzen*100%/mamestec=23,6666*100/137,7777=17,17% benzen nereactionat
%acidbs=macidbs*100%/mamestec=114,1111*100/137,7777=82,82% acid benzen sulfonic
care e ideea cu oleum: e o solutie concentrata de H2SO4 si SO3 care face reautilizabila o solutie de H2SO4 diluata
80kg..................98kg
SO3 + H2O -> H2SO4
5kg....................6,125kg
pe reactie nu am putut lucra cu %, ideea e ca solutia de SO3 are c=80% la care se adauga cele 6,125% de acid obtinandu-se c oleumului=80+6,125=86,125%
la punctul anterior am obtinut: 1-0,72222=0,2888kmoli H2SO4 si 0,1111+0,7222=0,8333kmoli H2O
m=n*M => macid=28,3111kg si mapa=15kg
msolutie=43,3111kg solutie
c1=md1*100/ms1=28,31111*100/43,3111=65,36%
ms1/ms2=(c2-cf)/(cf-c1) => 43,1111/moleum=(86,125-98)/(98-65,36) => moleum=43,3111*(98-65,36)/(86,125-98)=119,04kg oleum