Розв’язок:

1. Визначаємо масу аніліну, який міг би утворитись за умови кількісного виходу:

ω(виходу) = ,

m(аніліну) = г

2. Знаходимо кількість речовини аніліну:

n(аніліну) = моль

3. Складаємо рівняння реакцій. Анілін синтезують з бензолу у дві стадії. Спочатку бензол нітрують:

С₆Н₆ + НNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O

Далі відновлюють нітробензол до аніліну шляхом каталітичного гідрування:

C₆H₅NO₂ + 3 H₂ → C₆H₅NН₂ + 2 H₂O

З рівнянь випливає, що n(C₆H₆) = n (аніліну) = 1,25 моль

4. Знаходимо масу бензолу, потрібного для добування аніліну:

m (С₆Н₆) = n (С₆Н₆) · M (С₆Н₆) = 1,25 · 78 = 97,5 г

Відповідь: m (С₆Н₆) = 97,5 г

Приклад №4

Внаслідок дегідрування етилбензолу масою 4,24 г добуто стирол. Вихід продукту реакції становив 75%. Яку масу розчину брому у тетрахлориді вуглецю може знебарвити добутий стирол, якщо масова частка брому у розчині становить 4%.

Дано:

m (етилбензолу) = 4,24 г

η (стиролу) = 75%

ω (Вr₂) = 4%

Обчислити:

m (розчину Вr₂) = ?

Розв’язок:

1. Визначаємо вихідну кількість речовини етилбензолу:

n_пр.(етилбензолу) = моль

2. Складаємо рівняння реакції дегідрування етилбензолу:

С₆Н₅С₂Н₅ → С₆Н₅С₂Н₃ + Н₂

етилбензол стирол

З рівняння реакції випливає, що · n (стиролу) = · n (етилбензолу) = 0,04 моль

3. Визначаємо масу стиролу, який міг би утворитися за умови кількісного виходу:

m (стиролу) = M (стиролу) · n (стиролу) = 0,04 · 104 = 4,16 г

4. Зважаючи на масову частку виходу стиролу, визначаємо масу реально добутого продукту:

ω(виходу) = ,

Звідси, m_пр.(стиролу) = г

5. Кількість речовини стиролу, добутого в даній реакції, становить:

n_пр.(стиролу) = моль

6. Складаємо рівняння реакції стиролу з бромом:

С₈Н₈ + Вr₂ → С₈Н₈Вr₂

Звідси випливає, що n (Br₂) = n_пр.(стиролу) = 0,03 моль

7. Обчислюємо масу брому, який може вступити в реакцію:

m (Вr₂) = M (Вr₂) · n (Вr₂) = 0,03 · 160 = 4,8 г

8. Обчислюємо масу розчину брому в тетрахлориді вуглецю:

г

Відповідь: маса розчину брому дорівнює 120 г.

• Обчислення згідно рівнянь реакцій, якщо одна з реагуючих речовин узята в надлишку.

При розв’язуванні таких задач необхідно визначити, яка з речовин узята в надлишку. Для цього обчислюють кількість речовини (моль) для реагентів, а потім порівнюють одержані внаслідок ділення числа. Порівнюють кількість моль однієї з вихідних речовин, яку дано за умовою задачі, з кількістю моль цієї ж речовини, яка необхідна для реакції. Число з більшим значенням вказує на речовину, що взята в надлишку. Обчислення продукту реакції проводять за речовиною, що повністю прореагувала, тобто якої не вистачає.

Задачі з надлишком речовини ускладнюються тим, що вихідні речовини можуть даватися у вигляді розчинів. Тоді для розв’язування таких задач спочатку обчислюють масу розчиненої речовини у розчині за масовою часткою. Потім визначають, яка з речовин міститься у надлишку. Обчислення продукту реакції проводять за речовиною, що повністю прореагувала.

Приклад №5

Обчислити масу естеру, що утворився при взаємодії розчину етанолу масою 40г (масова частка спирту – 96%) з розчином оцтової кислоти масою 50 г (масова частка кислоти – 80%).

Дано:

ω (С₂Н₅ОН) = 96%

m (розчину С₂Н₅ОН) = 40 г

ω (СН₃СООН) = 80%

m (розчину СН₃СООН) = 50 г

Обчислити:

m (естеру) = ?