Решение задачи №4: Расчет массы уксусной кислоты

Задача №4 Дано: \(m_{\text{полимера}} = 1 \text{ т} = 10^6 \text{ г}\) \(M_{\text{полимера}} = 22000 \text{ г/моль}\) \(n(\text{кислоты}) : n(\text{полимера}) = 1 : 1\) \(\omega(\text{уксусной кислоты}) = 99 \% = 0,99\) \(\eta(\text{использования}) = 65 \% = 0,65\) Найти: \(m_{\text{техн. кислоты}} - ?\) Решение: 1. Найдем количество вещества поликапроамида в 1 тонне: \[n_{\text{полимера}} = \frac{m_{\text{полимера}}}{M_{\text{полимера}}}\] \[n_{\text{полимера}} = \frac{1000000 \text{ г}}{22000 \text{ г/моль}} \approx 45,45 \text{ моль}\] 2. Так как на 1 моль полимера расходуется 1 моль кислоты, то теоретически необходимое количество чистой уксусной кислоты (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)): \[n_{\text{теор. кислоты}} = n_{\text{полимера}} = 45,45 \text{ моль}\] 3. Найдем теоретическую массу чистой уксусной кислоты. Молярная масса уксусной кислоты \(M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 60 \text{ г/моль}\). \[m_{\text{теор. кислоты}} = n_{\text{теор. кислоты}} \cdot M(\text{CH}_3\text{COOH})\] \[m_{\text{теор. кислоты}} = 45,45 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль} = 2727 \text{ г}\] 4. Учтем, что в реакцию вступает только 65 % от поданной массы кислоты. Значит, фактическая масса чистой кислоты, которую нужно подать, больше: \[m_{\text{практ. чистой}} = \frac{m_{\text{теор. кислоты}}}{\eta}\] \[m_{\text{практ. чистой}} = \frac{2727 \text{ г}}{0,65} \approx 4195,38 \text{ г}\] 5. Рассчитаем массу технической (99 %) кислоты: \[m_{\text{техн. кислоты}} = \frac{m_{\text{практ. чистой}}}{\omega}\] \[m_{\text{техн. кислоты}} = \frac{4195,38 \text{ г}}{0,99} \approx 4237,76 \text{ г} \approx 4,24 \text{ кг}\] Ответ: \(m_{\text{техн. кислоты}} \approx 4,24 \text{ кг}\).