Решение задачи №4: Расчет массы уксусной кислоты для поликапроамида

Задача №4 Дано: \(m_{полимера} = 1 \text{ т} = 1000 \text{ кг}\) \(M_{полимера} = 22000 \text{ г/моль}\) \(M_{кислоты} (CH_3COOH) = 60 \text{ г/моль}\) \(\omega_{техн} = 99\% = 0,99\) \(\eta_{реакц} = 65\% = 0,65\) Соотношение: 1 моль кислоты на 1 моль полимера. Найти: \(m_{техн. кислоты}\) — ? Решение: 1. Рассчитаем количество вещества поликапроамида в 1 тонне: \[n_{полимера} = \frac{m_{полимера}}{M_{полимера}}\] \[n_{полимера} = \frac{1000000 \text{ г}}{22000 \text{ г/моль}} \approx 45,45 \text{ моль}\] 2. По условию на 1 моль полимера расходуется 1 моль кислоты. Значит, теоретически необходимое количество чистой уксусной кислоты: \[n_{кислоты} = n_{полимера} = 45,45 \text{ моль}\] 3. Вычислим массу чистой уксусной кислоты, которая непосредственно вступает в реакцию: \[m_{чистой} = n_{кислоты} \cdot M_{кислоты}\] \[m_{чистой} = 45,45 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль} = 2727 \text{ г} \approx 2,727 \text{ кг}\] 4. Учтем, что в реакцию вступает только 65% от поданной массы долей кислоты. Значит, масса 100%-й кислоты с учетом этого коэффициента использования: \[m_{100\%} = \frac{m_{чистой}}{\eta_{реакц}}\] \[m_{100\%} = \frac{2,727 \text{ кг}}{0,65} \approx 4,195 \text{ кг}\] 5. Рассчитаем массу технической (99%) кислоты: \[m_{техн} = \frac{m_{100\%}}{\omega_{техн}}\] \[m_{техн} = \frac{4,195 \text{ кг}}{0,99} \approx 4,237 \text{ кг}\] Ответ: Расход технической уксусной кислоты составляет примерно 4,24 кг.