Сколько мл 30% раствора азотной кислоты ( плотность 1,5 г/мл) потребуется для нитрования бензола, чтобы получить 14.,6 г нитробензола
Для решения этой задачи нам нужно сначала рассчитать, сколько нитробензола можно получить из 30% раствора азотной кислоты, а затем определить, сколько миллилитров этого раствора нам потребуется.
Находим массу нитробензола (C6H5NO2), которую мы хотим получить. У нас есть 14.6 г нитробензола.
Уравнение реакции между бензолом и азотной кислотой: \[ C6H6 + HNO3 \rightarrow C6H5NO2 + H2O \] Это уравнение показывает, что для получения 1 моля нитробензола требуется 1 моль азотной кислоты.
Вычисляем моль нитробензола: Молярная масса нитробензола (C6H5NO2) равна: \[ 6 \times 12 + 5 \times 1 + 14 + 2 \times 16 = 123 \, г/моль \] Теперь, зная массу, можем найти количество моль: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{14.6 \, г}{123 \, г/моль} \approx 0.118 г/моль \]
Теперь определяем, сколько моль азотной кислоты нам необходимо. Поскольку для реакции 1 моль нитробензола требует 1 моль азотной кислоты: \[ n(HNO3) = 0.118 \, моль \]
Теперь нам нужно узнать массу азотной кислоты в растворе. Молярная масса азотной кислоты (HNO3) равна: \[ 1 + 14 + 3 \times 16 = 63 \, г/моль \] Масса необходимой азотной кислоты: \[ m(HNO3) = n \times M = 0.118 \times 63 \approx 7.434 \, г \]
Теперь найдем, сколько миллилитров 30% раствора азотной кислоты нам нужно для получения 7.434 г азотной кислоты. В 30% растворе содержится 30 г HNO3 на 100 г раствора, или 0.3 г на 1 г раствора. Чтобы найти массу раствора, используем следующий расчет: \[ m(раствор) = \frac{m(HNO3)}{0.3} = \frac{7.434 \, г}{0.3} \approx 24.78 \, г \]
Зная плотность раствора (1.5 г/мл), можем рассчитать объем раствора: \[ V = \frac{m(раствор)}{Плотность} = \frac{24.78 \, г}{1.5 \, г/мл} \approx 16.52 \, мл \]
Таким образом, для нитрования бензола и получения 14.6 г нитробензола потребуется примерно 16.52 мл 30% раствора азотной кислоты.
