Kwalifikacja: CHM.03 - Przygotowywanie sprzętu, odczynników chemicznych i próbek do badań analitycznych
Zawód: Technik analityk
Z 250 g benzenu (M = 78 g/mol) uzyskano 350 g nitrobenzenu (M = 123 g/mol). Jaka jest wydajność reakcji nitrowania?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Wydajność reakcji nitrowania obliczamy, porównując masę uzyskanego produktu z maksymalną masą, którą moglibyśmy otrzymać, bazując na ilości reagenta. W przypadku benzenu, z jego masy molowej (M = 78 g/mol) możemy obliczyć, ile moli benzenu mamy w 250 g: 250 g / 78 g/mol = 3,21 mol. Reakcja nitrowania benzenu do nitrobenzenu produkuje jeden mol nitrobenzenu na każdy mol benzenu. Dlatego teoretycznie moglibyśmy otrzymać 3,21 mol nitrobenzenu, co przekłada się na masę: 3,21 mol * 123 g/mol = 394,83 g nitrobenzenu. Jednak w praktyce uzyskaliśmy tylko 350 g. Aby obliczyć wydajność, stosujemy wzór: (masa uzyskana / masa teoretyczna) * 100%. W naszym przypadku wydajność wynosi (350 g / 394,83 g) * 100% = 88,8%. Taka analiza i obliczenia są kluczowe w przemyśle chemicznym, ponieważ pozwalają na ocenę skuteczności procesów oraz optymalizację wykorzystania surowców, co jest zgodne z najlepszymi praktykami w zakresie zarządzania produkcją chemiczną.
Niepoprawne odpowiedzi mogą wynikać z nieprawidłowych założeń lub błędnych obliczeń. Wydajność reakcji nitrowania jest ściśle związana z ilością reagenta i teoretycznie uzyskanego produktu. Wiele osób może pomylić się w obliczeniach masy teoretycznej, co prowadzi do zawyżenia lub zaniżenia wartości wydajności. Na przykład, nie uwzględnienie molarności reakcji lub błędne przeliczenie mas molowych może prowadzić do nieprawidłowych wyników. Często również występuje błąd polegający na pomijaniu czynnika, jakim jest strata masy podczas reakcji, co wpływa na ostateczną wydajność. Należy pamiętać, że każda reakcja chemiczna jest obarczona pewnym stopniem nieefektywności, nie tylko związanym z odczynnikiem, ale również z warunkami reakcyjnymi jak temperatura, ciśnienie czy obecność katlizu. W praktyce przemysłowej istotne jest monitorowanie wszystkich tych parametrów, aby móc poprawić wydajność reakcji, a także minimalizować straty surowców. Zrozumienie tych aspektów jest kluczowe dla skutecznego zarządzania procesami chemicznymi i osiągania wysokiej wydajności produkcji.