Контрольные задания > Определите массу тринитроглицерина, образующегося в реакции 62 г глицерина с избытком азотной кислоты, если выход продукта реакции составляет 80% от теоретически возможного.
Вопрос:
Определите массу тринитроглицерина, образующегося в реакции 62 г глицерина с избытком азотной кислоты, если выход продукта реакции составляет 80% от теоретически возможного.
Ответ:
Для решения этой задачи необходимо знать уравнение реакции нитрации глицерина.
Глицерин (C₃H₈O₃) реагирует с азотной кислотой (HNO₃) в присутствии серной кислоты (как катализатора) с образованием тринитроглицерина (C₃H₅N₃O₉) и воды (H₂O).
Уравнение реакции:
C₃H₈O₃ + 3HNO₃ → C₃H₅(NO₂)₃ + 3H₂O
1. Рассчитаем молярную массу глицерина (C₃H₈O₃):
M(C₃H₈O₃) = 3 * 12 (C) + 8 * 1 (H) + 3 * 16 (O) = 36 + 8 + 48 = 92 г/моль
2. Рассчитаем количество вещества глицерина:
n(C₃H₈O₃) = m(C₃H₈O₃) / M(C₃H₈O₃) = 62 г / 92 г/моль ≈ 0.674 моль
3. Согласно уравнению реакции, на 1 моль глицерина образуется 1 моль тринитроглицерина. Следовательно, теоретическое количество вещества тринитроглицерина равно количеству вещества глицерина:
n(C₃H₅N₃O₉) = n(C₃H₈O₃) ≈ 0.674 моль
4. Рассчитаем молярную массу тринитроглицерина (C₃H₅N₃O₉):
M(C₃H₅N₃O₉) = 3 * 12 (C) + 5 * 1 (H) + 3 * 14 (N) + 9 * 16 (O) = 36 + 5 + 42 + 144 = 227 г/моль
5. Рассчитаем теоретическую массу тринитроглицерина:
m_теоретическая(C₃H₅N₃O₉) = n(C₃H₅N₃O₉) * M(C₃H₅N₃O₉) = 0.674 моль * 227 г/моль ≈ 153.098 г
6. Рассчитаем фактическую массу тринитроглицерина с учетом выхода продукта реакции (80%):
m_фактическая(C₃H₅N₃O₉) = m_теоретическая(C₃H₅N₃O₉) * (выход / 100) = 153.098 г * (80 / 100) ≈ 122.4784 г
7. Округлим ответ до целых: 122 г
Ответ: 122