В ходе нитрования толуола при 60 градусах Цельсия в результате реакции образуются мононитропроизводные толуола. Давайте разберёмся, как рассчитать суммарный практический выход продуктов мононитрования.
Обозначение необходимых данных:
- Масса толуола (C7H8) = 23 г.
- Образуется смесь – 30 г (включает нитропроизводные и возможно примеси).
Определение теоретической массы нитрирования: При нитровании толуола образуются пара- и орто-нитротолуолы. Для расчета выхода продуктов необходимо знать молекулярные массы:
- Молекулярная масса толуола (C7H8) = 712 + 81 = 84 г/моль.
- Молекулярная масса мононитропроизводных (например, орто- и пара-нитротолуолов) = 712 + 71 + 1*14 = 123 г/моль.
Рассчитаем количество молей толуола: \[ n_{C7H8} = \frac{23\, \text{г}}{84\, \text{г/моль}} \approx 0.2738\, \text{моль} \]
Рассчитаем теоретически возможное количество молей мононитропроизводных: По каждой молекуле толуола может быть получена одна молекула нитропроизводного, следовательно, \[ n_{монопроизводных} = n_{C7H8} \approx 0.2738\, \text{моль} \]
Рассчитаем теоретическую массу мононитропроизводных: \[ m_{монопроизводных} = n_{монопроизводных} \times 123\, \text{г/моль} \approx 0.2738\, \text{моль} \times 123\, \text{г/моль} \approx 33.7\, \text{г} \]
Рассчитаем практический выход: Практический выход составляет 30 г смеси. Для расчета процента выхода используем формулу: \[ \text{Выход} = \frac{\text{Практическая масса продуктов}}{\text{Теоретическая масса продуктов}} \times 100\% \] \[ \text{Выход} = \frac{30\, \text{г}}{33.7\, \text{г}} \times 100\% \approx 89.0\% \]
Таким образом, суммарный практический выход продуктов мононитрования составляет около 89%. Если есть дополнительные вопросы по этой теме или другим аспектам химии, не стесняйтесь спрашивать!