Produkcja nitrobenzenu metodą okresową

Opis arkusza

Praktyczny egzamin z kwalifikacji CHM.06 trwa 180 minut i ma charakter technologiczno-obliczeniowy: pracujesz na opisie procesu chemicznego, schematach oraz tabelach dokumentacyjnych związanych z wytwarzaniem nitrobenzenu metodą okresową. Punktem wyjścia jest reakcja nitrowania benzenu mieszaniną kwasu azotowego(V) i kwasu siarkowego(VI), przy zachowaniu odpowiednich warunków temperaturowych oraz kontroli przebiegu procesu. Trzeba uzupełnić kartę technologiczną, czyli podać nazwę procesu, metodę, równanie reakcji, substraty, skład mieszaniny nitrującej, nadmiar HNO3, produkt główny, środki używane do przemywania i zobojętniania surowego nitrobenzenu oraz sposób wydzielenia produktu z warstwy organicznej. Kolejny element to opis uproszczonego schematu ideowego i schematu instalacji, z rozpoznaniem operacji takich jak chłodzenie, rozdzielanie i neutralizacja oraz urządzeń typu nitrator, separator, mieszalnik i chłodnica. Ważna część polega na obliczeniach: z masy 50 kg benzenu wyznacza się stechiometryczne i rzeczywiste zapotrzebowanie na kwas azotowy(V), uwzględnia 92% stężenie HNO3, 95% stężenie H2SO4, 2% nadmiaru reagentu i 98% wydajności procesu, a następnie oblicza masę wody wprowadzonej z kwasami, wodę powstałą w reakcji oraz masę nitrobenzenu przy wydajności teoretycznej i rzeczywistej. Osobno trzeba ustalić procentowy skład mieszaniny nitrującej oraz wpisać parametry kontrolne procesu, m.in. temperaturę podczas dozowania i nitrowania właściwego, gęstość kwasu ponitracyjnego, dopuszczalną zawartość HNO3, odczyn po neutralizacji i gęstość gotowego produktu. Egzaminator ocenia poprawność technologicznego opisu procesu, trafne odczytanie schematów, rachunki stechiometryczne i znajomość warunków kontroli jakości nitrobenzenu.