Анилин массой 5,58 кг получен восстановлением нитробензола с выходом 75% . Рассчитайте массу взятого нитробензола.
Задача решается по стехиометрии и понятию выхода реакции.
Реакция восстановления нитробензола до анилина: C6H5NO2 + 3 H2 → C6H7N + 2 H2O (нитробензол - анили́н по 1:1 по молям; выход учитывает неидеальность процесса)
Молярные массы (приближенно, г/моль):
- нитробензол C6H5NO2: M ≈ 123.11 г/моль
- анилин C6H7N: M ≈ 93.13 г/моль
Найдем количество молей полученного анилина из данной массы: m(анилин) = 5.58 кг = 5580 г n(анилин) = 5580 г / 93.13 г/моль ≈ 59.92 моль
Выход реакции (yield) равен 75%: Actualyield = 0.75 × Theoreticalyield, причём Theoreticalyield по этой же реакции равен n(NB) То есть n(NB) = n(анилин) / 0.75 ≈ 59.92 / 0.75 ≈ 79.89 моль
Масса нитробензола, потраченного на получение заданной массы анилина: m(NB) = n(NB) × M(NB) ≈ 79.89 моль × 123.11 г/моль ≈ 9.83 кг
Ответ: примерно 9.83 кг нитробензола.
Дополнительная проверка (быстрый пересчет): Если бы выход был 100%, нужна была бы масса NB ≈ m(анилин) × (M(NB)/M(анилин)) ≈ 5.58 × (123.11/93.13) ≈ 7.37 кг. Учёт снижения выхода до 75% увеличивает потребную массу до примерно 7.37 / 0.75 ≈ 9.83 кг, что совпадает с расчетом выше.
