Какие масса цинка и объем 25 %-ного раствора NaOH (р == 1,28 г/см3) нужно взять, чтобы полученным при их взаимодействии водородом полностью восстановить 12,3 г нитробензола в анилин?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:

Масса нитробензола (C6H5NO2) = 12,3 г

Молярная масса нитробензола = 123,11 г/моль

Молярная масса NaOH = 40 г/моль

Молярная масса Zn = 65,38 г/моль

Массовая доля NaOH в 25%-ном растворе = 0,25

Рассмотрим реакцию восстановления нитробензола (C6H5NO2) до анилина (C6H5NH2) с помощью NaOH и Zn:

C6H5NO2 + 6H2 → C6H5NH2

Найдем количество моль нитробензола:

n(C6H5NO2) = m(C6H5NO2) / M(C6H5NO2) = 12,3 г / 123,1 г/моль = 0,1 моль

Так как на один моль нитробензола требуется 6 моль водорода, то количество моль водорода будет равно:

n(H2) = 6 n(C6H5NO2) = 6 0,1 моль = 0,6 моль

Для получения 0,6 моль водорода необходимо 0,6 моль NaOH. Тогда масса NaOH в растворе составит:

m(NaOH) = n(NaOH) M(NaOH) = 0,6 40 г/моль = 24 г

Так как массовая доля NaOH в растворе составляет 25%, то объем раствора NaOH можно найти по формуле:

m = p * V

V = m / p = 24 г / 1,28 г/см³ = 18,75 см³

Для восстановления 0,6 моль водорода также нужен цинк (Zn). Масса цинка определяется по количеству моль водорода:

m(Zn) = n(H2) M(Zn) = 0,6 моль 65,38 г/моль = 39,2 г

Итак, для полного восстановления 12,3 г нитробензола до анилина понадобится 24 г NaOH и 39,2 г цинка.