В лаборатории из 78г бензола при реакции нитрования было получено 105 г нитробензола. Сколько процентов это составляет от теоретически возможного выхода?
Чтобы решить задачу, нужно сначала понять, как рассчитать теоретически возможный выход нитробензола из бензола.
Запишем уравнение реакции нитрования бензола:
Бензол (C6H6) нитруется с образованием нитробензола (C6H5NO2).
Уравнение реакции выглядит так: \[ C_6H_6 + HNO_3 \rightarrow C_6H_5NO_2 + H_2O \]
Это уравнение показывает, что каждая молекула бензола дает одну молекулу нитробензола.
Расчитаем молекулярные массы:
Молярная масса бензола (C6H6):
- C: 12.01 г/моль × 6 = 72.06 г/моль
- H: 1.008 г/моль × 6 = 6.048 г/моль
- Всего: 72.06 + 6.048 = 78.108 г/моль (Приблизительно 78 г/моль)
Молярная масса нитробензола (C6H5NO2):
- C: 12.01 г/моль × 6 = 72.06 г/моль
- H: 1.008 г/моль × 5 = 5.04 г/моль
- N: 14.01 г/моль × 1 = 14.01 г/моль
- O: 16 г/моль × 2 = 32 г/моль
- Всего: 72.06 + 5.04 + 14.01 + 32 = 123.07 г/моль (Приблизительно 123 г/моль)
Находим теоретически возможный выход нитробензола:
Если у нас 78 г бензола, то мы можем найти количество молей бензола: \[ n_{C6H6} = \frac{m}{M} = \frac{78 g}{78 g/mol} = 1 mol \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль бензола даст 1 моль нитробензола. Таким образом, теоретически возможный выход нитробензола также равен 1 молю.
Теперь можем рассчитать массу 1 моля нитробензола: \[ m_{C6H5NO2} = n_{C6H5NO2} \cdot M_{C6H5NO2} = 1 mol \cdot 123 g/mol = 123 g \]
Теперь найдем выход нитробензола в процентах:
Мы получили 105 г нитробензола. Чтобы найти процент выхода, используем следующую формулу: \[ \text{Выход, \%} = \left( \frac{\text{масса полученного продукта}}{\text{теоретическая масса}} \right) \times 100\% \] \[ \text{Выход, \%} = \left( \frac{105 g}{123 g} \right) \times 100\% \approx 85.37\% \]
Таким образом, выход нитробензола составляет приблизительно 85.37% от теоретически возможного выхода.
