100 cm3 (0,874 kg/dm3 sűrűségű) benzol nitrálását 250 gramm 65 tömeg%-os salétromsavval végezve, számítsuk ki, hogyan változik meg a salétromsav koncentrációja?

1 benzol + 1 salétromsav-> 1 nitrobenzol

100 cm3= 100/1000 dm3= 0,1 dm3

tömeg= sürüség *térfogat= 0,874kg/dm3 *0,1dm3= 0,0874 kg= 87,4 g benzol

a benzol és a salétromsav anyagmennyiségét (mol) kellene kiszámolni

anyagmennyiség= tömeg/moláris tömeg benzol: 78,11 g/mol *87,4 g=

javitás:

benzol 87,4g / 78,11g/mol = 1,12 mol

salétromsav 250*0,65= 162,5 g

salétromsav 162,5g / 63g/mol= 2,58 mol

1:1 arányban reagálnak

1,12 mol C6H6(benzol) + 1,12 mol HNO3(salétromsav) -> 1,12 mol nitrobenzol

1,12 mol salétromsav fogy, mert ennyi reagál a benzollal

2,58-1,12= 1,46 mol salétromsav marad.

koncentráció= anyagmennyiség/térfogat (mol/dm3)

65%-os HNO3 sűrűsége= 1,4 g/cm3

1,4*

Az egész megoldás egyben

a nitrálás reakcióegyenlete:

C6H6 + HNO3 -> C6H5NO2 (+ H2O)

1 mol benzol + 1 mol salétromsav-> 1 mol nitrobenzol

100 cm3= 100/1000 dm3= 0,1 dm3

1 kg= 1000 g

koncentráció= anyagmennyiség/térfogat (mol/dm3)

jelöléssel c=n/V

benzol (C6H6)

sűrűség=tömeg/térfogat (kg/dm3)

ρ=m/V , ezt átalakítva (mindkét oldalt szorozva V-vel) -> m=ρ*V

m=ρ*V= 0,874kg/dm3 *0,1dm3= 0,0874 kg= 87,4 g benzol

moláris tömeg= tömeg/anyagmennyiség (g/mol)

M=m/n , átalakítva -> n=m/M

n=m/M= 87,4g / 78,11g/mol = 1,12 mol benzol

salétromsav (HNO3)

250g ennek a tömegnek csak 65%-a salétromsav: 250*0,65= 162,5 g

n=m/M= 162,5g / 63g/mol= 2,58 mol HNO3

1:1 arányban reagálnak a reakció egyenlet szerint

1,12 mol benzol reagál 1,12 mol HNO3-val,

1,12 mol nitrobenzol keletkezik

2,58-1,12= 1,46 mol HNO3 marad

koncentráció: c=n/V (mol/dm3)

65%-os HNO3 sűrűsége: 1,4 g/cm3 (wikipediából)

tömeg: 250 g (HNO3 és víz is van benne)

ρ=m/V ->

V=m/ρ= 250g / 1,4g/cm3 = 178,6cm3= 0,1786 dm3 HNO3 (65%-os)

hozzáadják 0,1 dm3 benzolt

0,1786 +0,1= 0,2786 dm3

(Ha a reakció miatt a térfogat nem változik)

A kezdeti 65 tömeg%-os HNO3-ban: c= 2,58mol /0,1786dm3= 14,45 mol/dm3 HNO3

Az összeöntés után, még a nitrálás reakciója előtt: c= 2,58mol /0,2786dm3= 9,26 mol/dm3 HNO3

A nitrálás elvégzése után: c= 1,46mol /0,2786dm3= 5,24 mol/dm3 HNO3