III Расчет количеств исходных веществ, необходимых для синтеза

3.1Расчет основных исходных веществ

Задание: синтезировать бензойную кислоту, исходя из 3 см³ толуола.

Для решения этого задания воспользуемся уравнениями реакций получения бензойной кислоты и методикой, которая приведена на с. 23 данного методического указания.

В соответствии с этой методикой в синтезе используются:

Толуол 2,1 см³ ( = 0,8669)

Марганцевый калий 3,2 г.

Рассчитать количество молей, массы, объемы исходных веществ, исходя из 3 см³ толуола.

а) Находим количества молей (n) исходных веществ, исходя из данных МУ.

Толуол:

где: 0,8669 – плотность толуола, г×(см³)^-1;

1 – массовая доля толуола в растворе;

92 – молярная масса толуола, г×моль^-1.

Марганцевый калий:

где: 3,2 – масса марганцевого калия, г;

158 – молярная масса марганцевого калия, г×моль^-1.

б) Составим мольное соотношение реагентов:

С₆Н₅CH₃: KMnO₄ = 0,01979: 0,02025

Делим все три числа на 0,01979 (число моль вещества, по которому ведем расчет); получаем новое мольное соотношение: 1: 1.02324

в) Сохраняя это мольное соотношение, находим количество молей, массы и объемы реагирующих веществ, исходя из выданных по заданию 3 см ³ толуола

В них содержится:

Для расчета количества молей марганцевого калия воспользуемся новым мольным соотношением.

Как видно из мольного соотношения 1 молю толуола соответствует 1,02324 моля марганцевого калия, а для 0,02827 молей толуола --- Х молей марганцевого калия.

По этой пропорции находим количество молей марганцевого калия:

n = 0,02827 × 1,02324 = 0,02893 моль

Определим массу марганцевого калия:

m = ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ 0,02893 × 158=4,5705 г.