При нитрировании толуола образуется тринитротолуол. Сколько азотной кислоты (г) потребуется для получения 22,7 г тринитротолуола при 80%-ном выходе реакции?

Объяснение:

                          х г                 22,7 г

C6H5CH3  +  3HNO3  =  С6H2CH3(NO2)3 + 3H2O

                    3*63 г/моль     227 г/моль

m(HNO3) = 0,8*22,7*3*63/227 = 15,12 г

Добрый день! Давайте решим эту задачу шаг за шагом.
Для начала давайте оценим, сколько граммов тринитротолуола можно получить из 100 г толуола, предполагая 100% выход реакции.
Молекулярная масса толуола (C7H8) составляет 92 г/моль, а тринитротолуола (C7H5N3O6) - 227 г/моль. Используем закон сохранения массы для рассчета:

1 моль толуола (92 г) = 1 моль тринитротолуола (227 г)
100 г толуола = (100 г * 1 моль) / 92 г = 108,7 моль

Теперь давайте рассчитаем, сколько граммов тринитротолуола можно получить с использованием 80%-ного выхода реакции.
80% от 108,7 моль = (80/100) * 108,7 моль = 86,96 моль

Далее, давайте рассчитаем количество азотной кислоты, необходимое для нитрирования 86,96 моль тринитротолуола.
Молекулярная масса азотной кислоты (HNO3) составляет 63 г/моль. Используем закон сохранения массы для рассчета:

1 моль тринитротолуола (227 г) = 3 моль азотной кислоты (63 г)
86,96 моль тринитротолуола = (86,96 моль * 3 моль) / 1 моль = 260,88 моль азотной кислоты

Наконец, мы получили количество азотной кислоты в молях, но нам нужно выразить его в граммах. Для этого умножим количество молей на молекулярную массу азотной кислоты:

260,88 моль * 63 г/моль = 16415,44 г

Таким образом, для получения 22,7 г тринитротолуола при 80%-ном выходе реакции потребуется около 16415,44 г азотной кислоты.