Расчеты веществ в в реакциях органичесой химии

 

Селективность процесса окисления этилена в этиленоксид

 

Задача 53.
В промышленных условиях окисление этилена в этиленоксид? осуществляют в трубчатых реакторах с  неподвижным слоем серебряного катализатора. В качестве окислителя используют кислород. Исходная газовая смесь содержит 15-30% этилена, 6-8% кислорода, остальное - азот и метан(газы-разбавители). Окисление проводят  при температуре около 230, давление 2МПа,  времени контакта- 1с. Сколько этиленоксида получают из 1т  этилена при конверсия1 по этилену  13% и селективности процесса2 82%?.
Решение:
М(С2Н4) = 28,05 г/моль;
МС2Н4О) = 44,05 г/моль.

Общая схема реакции имеет вид:

2Н4 + 6О2 = 6(С2Н4)О = 2СО2 + 2Н2О

Из уравнения реакции вытекает, что из 7 моль или 196 г (7 . 28 = 196) этилена образуется 6 моль или 264 г (6 .44 = 264) этиленоксида. Учитывая конверсию по этилену и селективность процесса рассчитаем сколько этиленоксида получают из 1т этилена, получим:

[1000 . 0,13 . 0,82]/196 = 143,6 кг.

Ответ: 143,6 кг.
 


Реакция этановой  кислоты с мелом


Задача 54.
Рассчитайте объём газа (н.у.), который выделяется при взаимодействии раствора, содержащего 39,6г этановой  кислоты с мелом массой 82,5 г, что содержит 80% кальций карбоната. 
Решение:
М(СН3СООН) = 60,052 г/моль;
m(СН3СООН) = 39,6 г;
М(СаСО3) = 100,0869 г/моль.
w%(СаСО3) = 80% или 0,8;
mпробы(СаСО3) = 82,5 г;
V(CO2) = ?

Уравнение реакции имеет вид:

2CH3COOH +  СаСО3 = (CH3COO)2Ca + H2O + CO2 

Из данного уравнения вытекает, что из 2 молей и 1 моль СаСО3 образуется 1 моль CO2.
Отсюда

2n(СН3СООН) = n(СаСО3) = n(CO2).

Рассчитаем количество СН3СООН и СаСО3, взятые для проведения реакции, получим:

n(СН3СООН) = m(СН3СООН)/M(СН3СООН) = 39,6/60,052 = 0,659 моль;
n(СаСО3) = [m(СаСО3) . w%(СаСО3)]/M(СаСО3) = (82,5 . 0,8)/100,0869 = 0,659 моль.

Так как уксусная кислота и карбонат кальция для проведения реакции взяты в одинаковых количествах (0,659 моль), то расчет объема углекислого газа будем вести по уксусной кислоте, взятой в недостатке, потому что ее надо взять в два раза больше. По уравнению реакции 2n(СН3СООН) = n(CO2).
Тогда

n(CO2) = 1/2n(СН3СООН) = (1/2 . 0,659) = 0,2845 моль.
Отсюда
V(CO2) = n(CO2) . Vm = 0,2845 . 22,4 = 6,3728 л.

Ответ: V(CO2) = 6,3728 л.
 


Названия высокомолекулярных карбоновых кислот


Задача 55.
Составьте химические формулы следующих высокомолекулярных кислот: геннонаконтановая кислота; дононаконтановая кислота; тринонаконтановая кислота; тетранонаконтановая кислота; пентанонаконтановая кислота; гексанонаконтановая кислота; гептанонаконтановая кислота; октононаконтановая кислота; нонанонаконтановая кислота.
Решение:
C91H182O2  -  Геннонаконтановая кислота;
C92H184O2  -  Дононаконтановая кислота;
C93H186O2  -  Тринонаконтановая кислота;
C94H188O2  -  Тетранонаконтановая кислота;
C95H190O2  -  Пентанонаконтановая кислота;
C96H192O2  -  Гексанонаконтановая кислота;
C97H194O2  -  Гептанонаконтановая кислота;
C98H196O2  -  Октононаконтановая кислота;
C99H198O2  -  Нонанонаконтановая кислота.


1Степенью превращения ХА (конверсией) сырья называется отношение массы сырья (mАt), вступившего в химическое превращение за время t, к исходной массе его mАо:
ХА = (mАо - mАt)/mАо.

2Селективностью называется отношение массы целевого продукта к общей массе продуктов, полученных в данном процессе, или к массе превращенного сырья за время реакции. Селективность процесса показывает, какая доля превратившегося исходного вещества пошла на образование заданного.