by Tính thể tích dung dịch axit nitric 63% (D = 1,4 g/ml) cần dùng vừa đủ để sản xuất được 59,4 kg xenlulozo trinitrat (hiệu suất 80%). Viết phương trình hóa học xảy ra.
Phương pháp giải:
– Tính số mol xenlulozo trinitrat
– Viết PTHH: [C$_{6}$H$_{7}$O$_{2}$(OH)$_{3}$]$_{n }$+ 3nHNO$_{3}$ \(\xrightarrow{{{H_2}S{O_4}dac,{t^o}}}\) [C$_{6}$H$_{7}$O$_{2}$(ONO$_{2}$)$_{3}$]$_{n}$ + 3nH$_{2}$O
– Theo PTHH: \({n_{HN{O_3}}} = 3n.{n_{xenlulozo\,trinit{\rm{r}}at}}\)→ \({m_{HN{O_3}}}\)→ \({m_{dd\,HN{O_3}}}\)→ \({V_{dd}}{\,_{HN{O_3}}} = \frac{m}{D}\)
Chú ý: Phản ứng có hiệu suất.
Lời giải chi tiết:
Ta có: \({n_{xenlulozo\,\,trinit{\rm{r}}at}} = \frac{{59,4}}{{297n}} = \frac{{0,2}}{n}(kmol)\)
PTHH: [C$_{6}$H$_{7}$O$_{2}$(OH)$_{3}$]$_{n }$+ 3nHNO$_{3}$ \(\xrightarrow{{{H_2}S{O_4}dac,{t^o}}}\) [C$_{6}$H$_{7}$O$_{2}$(ONO$_{2}$)$_{3}$]$_{n}$ + 3nH$_{2}$O
Theo PTHH: \({n_{HN{O_3}}} = 3n.{n_{xenlulozo\,trinit{\rm{r}}at}} = 3n.\frac{{0,2}}{n} = 0,6(kmol)\)
→ \({m_{HN{O_3}}} = 0,6.63 = 37,8(kg)\)
→ \({m_{dd\,HN{O_3}}} = 37,8.\frac{{100}}{{63}} = 60(kg)\)
→ \({V_{dd}}{\,_{HN{O_3}}} = \frac{m}{D} = \frac{{60}}{{1,4}} = 42,857(l)\)
Do hiệu suất cả quá trình là 80% nên thể tích dung dịch HNO$_{3}$ cần dùng là:
\({V_{dd}}{\,_{HN{O_3}\,can\,dung}} = 42,857.\frac{{100}}{{80}} = 53,57(l)\)
