Используя 9 670 кг пара-ксилола, какое количество терефталевой кислоты будет образовано? Учитывая практический выход

Елена

54

Для решения данной задачи нам необходимо знать химическое уравнение реакции образования терефталевой кислоты из пара-ксилола. Данная реакция имеет следующий вид:

\[2C_8H_{10} + 9O_2 \rightarrow 2C_8H_4O_3 + 10H_2O\]

Из уравнения видно, что для образования одной молекулы терефталевой кислоты необходимо использовать 2 молекулы пара-ксилола. Также известно, что молярная масса пара-ксилола (C₈H₁₀) составляет 106 г/моль, а молярная масса терефталевой кислоты (C₈H₄O₃) составляет 166 г/моль.

Шаг 1: Рассчитаем количество молей пара-ксилола в заданной массе (9 670 кг):

\[\text{масса пара-ксилола} = 9 670 \, \text{кг} = 9 670 000 \, \text{г}\]
\[\text{количество молей пара-ксилола} = \frac{\text{масса пара-ксилола}}{\text{молярная масса пара-ксилола}} = \frac{9 670 000 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}}\]

Шаг 2: Рассчитаем количество молей терефталевой кислоты, используя соотношение 2 молекул пара-ксилола к 2 молекулам терефталевой кислоты:

\[\text{количество молей терефталевой кислоты} = \text{количество молей пара-ксилола} \times \frac{2 \, \text{молекулы терефталевой кислоты}}{2 \, \text{молекулы пара-ксилола}}\]

Шаг 3: Рассчитаем массу терефталевой кислоты, зная её количество молей и молярную массу:

\[\text{масса терефталевой кислоты} = \text{количество молей терефталевой кислоты} \times \text{молярная масса терефталевой кислоты}\]

Приступим к вычислениям:

\[\text{количество молей пара-ксилола} = \frac{9 670 000 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}} \approx 91 320.76 \, \text{моль}\]
\[\text{количество молей терефталевой кислоты} = 91 320.76 \, \text{моль} \times \frac{2 \, \text{молекулы терефталевой кислоты}}{2 \, \text{молекулы пара-ксилола}} = 91 320.76 \, \text{моль}\]
\[\text{масса терефталевой кислоты} = 91 320.76 \, \text{моль} \times 166 \, \text{г/моль} = 15 143 001.76 \, \text{г} = 15 143.00 \, \text{кг}\]

Таким образом, используя 9 670 кг пара-ксилола, будет образовано примерно 15 143 кг терефталевой кислоты с учетом практического выхода этого процесса.