Конечно, давайте рассмотрим решение этой задачи подробно.
Дано:
- Масса нитробензола ((m_{\text{нитробензол}})) = 246 г
- Массовая доля выхода ((\eta)) = 0,9 (или 90%)
Найти:
- Массу анилина ((m_{\text{анилин}}))
Решение:
Для начала запишем уравнение реакции восстановления нитробензола до анилина:
[ \text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]
Из уравнения видно, что 1 моль нитробензола ((\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2)) дает 1 моль анилина ((\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2)).
Теперь найдем молярные массы веществ:
- Молярная масса нитробензола ((M_{\text{нитробензол}})):
[ C_6H_5NO_2 \rightarrow 6 \times 12 + 5 \times 1 + 14 + 2 \times 16 = 123 \, \text{г/моль} ]
- Молярная масса анилина ((M_{\text{анилин}})):
[ C_6H_5NH_2 \rightarrow 6 \times 12 + 5 \times 1 + 14 + 2 \times 1 = 93 \, \text{г/моль} ]
Теперь найдем количество вещества нитробензола в молях ((n_{\text{нитробензол}})):
[ n{\text{нитробензол}} = \frac{m{\text{нитробензол}}}{M_{\text{нитробензол}}} = \frac{246 \, \text{г}}{123 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} ]
Так как 1 моль нитробензола дает 1 моль анилина, то количество вещества анилина ((n_{\text{анилин}})) также будет 2 моль.
Рассчитаем теоретическую массу анилина ((m_{\text{анилин, теор}})):
[ m{\text{анилин, теор}} = n{\text{анилин}} \times M_{\text{анилин}} = 2 \, \text{моль} \times 93 \, \text{г/моль} = 186 \, \text{г} ]
Теперь учтем массовую долю выхода ((\eta)):
[ m{\text{анилин}} = m{\text{анилин, теор}} \times \eta = 186 \, \text{г} \times 0.9 = 167.4 \, \text{г} ]
Ответ:
Масса анилина, которую можно получить при восстановлении нитробензола массой 246 г с массовой долей выхода 0,9, составляет 167,4 г.