Question

Va rog sa ma ajutati urgent!! O proba de acid benzoic cu masa de 48,8 kg este tratata cu 80 kg de amestec nitrat ce contine 63% acid azotic, in vederea obtinerii acidului m-nitrobenzoic. Cunoscand Cu=75% si Ct= 87,5% calculati:
a) masa de acid m-nitrobenzoic rezultata din reactie
b) concentratia procentuala in acid azotic a soltiei apoase rezultate dupa separarea compusilor organici.

Answer 1

$C6H5-COOH + HNO3 -> NO2-C6H4-COOH + H2O$

M acid benzoic = 122
M acid m-nitrobenzoic = 167
M HNO3 = 63
Calculăm câţi kmoli reprezintă cele 48.8 kg de acid benzoic:

48.8/122 = 0.4 kmoli acid benzoic introdus

Ct -> cantitatea de acid benzoic care reacţionează
Cu -> cantitatea de acid benzoic (din cea care reacţionează) ce se transformă în produs util, adică în acid m-nitrobenzoic

a) Calculăm cantitatea de acid benzoic care reacţionează:

$\frac{87.5}{100}*0.4 = 0.35 \ moli = 0.35*122 \ kg = 42.7 \ kg$

Calculăm cantitatea de acid benzoic care se transformă în acid m-nitrobenzoic:

$\frac{75}{100}*0.35 = 0.2625 \ moli = 0.2625*122 \ kg = 32.025 \ kg$ 

Reacţia este mol la mol, deci din 0.2625 moli acid benzoic se obţin 0.2625 moli acid m-nitrobenzoic.
0.2625 * 167 = 43.84 kg 

=> din reacţie au rezultat 43.84 kg acid m-nitrobenzoic

b) Calculăm masa de acid benzoic care a rămas nereacţionată:

48.8 - 42.7 = 6.1 kg

Calculăm masa de acid benzoic reacţionată, dar care nu s-a transformat în produs util:

42.7 - 32.025 = 10.675 kg 

Aflăm cantitatea de HNO3 care se consumă (ne raportăm la masa de acid benzoic transformată în produs util):

122 kg acid benzoic ....................... 63 kg HNO3
32.025 kg .......................................... x
x= 16.53 kg HNO3 consumat

Calculăm ce cantitate de HNO3 a fost introdusă şi scădem din ea valoarea de mai sus, ca să obţinem masa de HNO3 rămasă:

63/100*80 = 50.4 kg HNO3 introduse

50.4-16.53 = 33.87 kg HNO3 rămase

Soluţia în care se afla HNO3 o să aibă masa:

80 - 50.4 = 29.6 kg

Calculăm câtă apă a rezultat din reacţie (ne raportăm la masa de acid benzoic transformată în produs util)

122 kg acid benzoic ......................... 18 kg apa
32.025 kg ........................................ x
x= 4.725 kg H2O rezultată

Adunăm masele produşilor care au rămas în final:

4.725 kg apă + 33.87 kg HNO3 rămas + 6.1 kg acid benzoic nereacţionat + 10.675 kg acid benzoic (care nu s-a transformat în acid m-nitrobenzoic) + 29.6 kg (din soluţia de HNO3) = 84.97 kg amestec

84.97 kg amestec ..................... 33.87 kg HNO3
100 kg amestec ........................ x
x= 39.8% HNO3 (aproximativ 40% HNO3)