Ecuația reacției de obținere a fenolului:
C₉H₁₂ + O₂ ⇒ C₆H₅OH + CH₃-CO-CH₃
Rezolvare:
- se cunosc: m(fenol) = 188t , η = 90%
- se cer: m(cumen) = ? , V(aer) = ?
- cunoscând masa de toluen obținut se pot determina nr. de moli:
[tex]n=\frac{m}{\mu}=\frac{188000}{94}=2000\ kmoli[/tex]
- aceasta este cantitatea de toluen obținută, deci practică.
- din relația randamentului se poate determina cantitatea teoretică (cât toluen ar fi trebuit să se obțină):
[tex]\eta=\frac{C_p}{C_t}\cdot100\implies C_t=\frac{C_p\cdot100}{\eta}=\frac{2000\cdot100}{90}=2222.22\ kmoli[/tex]
- pentru a determina masa de cumen necesară (teoretică) obținerii fenolului se va utiliza regula de trei simplă direct pe ecuația reacției:
x 2222.22
C₉H₁₂ + O₂ ⇒ C₆H₅OH + H₃C-CO-CH₃
1 kmol 1 kmol
⇒ x = 2222.22 kmol C₉H₁₂
- iar masa de cumen introdus în reacție este:
[tex]n=\frac{m}{\mu}\implies m=n\cdot\mu=2222.22\ {\not}mol\ \cdot\ 120= g/{\not}mol=266666.4\ kg=266.66\ t[/tex]
- așadar, cele 188 t de fenol s-au obținut practic (cu un randament de 90%) din 266.66 t cumen.
- volumul de aer utilizat în procesul de oxidare se determină cunoscând volumul O₂ din reacție.
- acesta se determină știind nr. de moli de O₂ reacționați (de pe ecuație):
y 2222.22
C₉H₁₂ + O₂ ⇒ C₆H₅OH + CH₃-CO-CH₃
1 kmol 1 kmol
⇒ y = 2222.22 kmol O₂
[tex]n=\frac{V}{22.4}\implies V=n\cdot\ 22.4=2222.22\ k{\not}mol\ \cdot\ 22.4\ L/{\not}mol=49777.73\ m^3 \simeq 49.78\cdot10^3\ m^3[/tex]
- astfel, volumul de aer folosit este:
V(aer) = 5×V(O₂) = 5 × 49.78 · 10³ = 248.9 · 10³ m³
Obs.: am atașat și o poză cu reacția desfășurată ca să se observe mai bine oxidarea.
