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:

$$2C_8{H}_{10}+9O_2\to 2C_8{H}_4{O}_3+10H_{2}O$$

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):

$$\text{масса пара-ксилола}=9670\text{кг}=9670000\text{г}$$
$$\text{количество молей пара-ксилола}=\frac{\text{масса пара-ксилола}}{\text{молярная масса пара-ксилола}}=\frac{9670000\text{г}}{106\text{г/моль}}$$

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:

$$\text{количество молей пара-ксилола}=\frac{9670000\text{г}}{106\text{г/моль}}\approx 91320.76\text{моль}$$
$$\text{количество молей терефталевой кислоты}=91320.76\text{моль}\times \frac{2\text{молекулы терефталевой кислоты}}{2\text{молекулы пара-ксилола}}=91320.76\text{моль}$$
$$\text{масса терефталевой кислоты}=91320.76\text{моль}\times 166\text{г/моль}=15143001.76\text{г}=15143.00\text{кг}$$

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