Kiến thức cần nhớ

*Lý thuyết và Phương pháp giải

CaCO₃ → CaO → CaC₂ → C₂H₂ → C₄H₄ → Buta-1,3-đien → Caosu buna

Tinh bột / Xenlulozơ → Glucozơ → C₂H₅OH → Buta-1,3-đien → Caosu buna

CH₄ → C₂H₂ → C₄H₄ → Buta-1,3-đien → Caosu buna

Hiệu suất phản ứng :

H =  . 100%

H =  . 100%

Lưu ý: Hiệu suất cả quá trình là tích hiệu suất mỗi giai đoạn riêng lẻ.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Để điều chế cao su buna người ta có thể thực hiện theo các sơ đồ biến hóa sau:

Tính khối lượng ancol etylic cần lấy để có thể điều chế được 54 gam cao su buna theo sơ đồ trên ?

Hướng dẫn giải

2nC₂H₅OH → nC₄H₆ → (C₄H₆)_n

Hiệu suất chung của chuỗi phản ứng là H = 0,5. 0,8 = 0,4

Khối lượng ancol etylic cần lấy là : m =  . 0,4 . 2 . 46 = 230 gam.

Ví dụ 2. Người ta có thể điều chế cao su Buna từ gỗ theo sơ đồ sau:

Xenlulozơ  glucozơ  C₂H₅OH  Buta-1,3-đien  Cao su Buna

Khối lượng xenlulozơ cần để sản xuất 1 tấn cao su Buna là :

Hướng dẫn giải

Ta có sơ đồ:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH → C₄H₆ → CSBN

Trong cả quá trình, n_Xenlulozơ sẽ bằng n_CSBN thu được

Với H = 0,6 . 0,35 . 0,8

m_Xenlulozơ =  = 17,857 tấn

Ví dụ 3. Cao su buna (CSBN) được sản xuất từ gỗ chứa 50% xenlulozơ theo sơ đồ:

Hiệu suất của 4 giai đoạn lần lượt là 60%, 80%, 75% và 100%. Để sản xuất 1,0 tấn CSBN cần bao nhiêu tấn gỗ?

Hướng dẫn giải

Ta có sơ đồ:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH → C₄H₆ → CSBN

Trong cả quá trình, n_Xenlulozơ sẽ bằng n_CSBN thu được

Với H = 0,6 . 0,8 . 0,75 .1

mxenlulozo thực tế =  = 8,333 tấn

→ m gỗ =  = 16,67 tấn

Ví dụ 4. Từ tinh bột điều chế cao su buna theo sơ đồ sau:

Tinh bột → glucozơ → ancol etylic → but-1,3-đien → cao su buna,

Hiệu suất của quá trình điều chế là 75%, muốn thu được 32,4 kg cao su buna thì khối lượng tinh bột cần dùng là?

Hướng dẫn giải

(C₆H₁₀O₅)_n → nC₆H₁₂O₆ → 2nC₂H₅OH → nC₄H₆ → (C₄H₆)_n.

n_{Cao su buna} = 0,6 kmol

→ n_C6H10O5 =  = 0,8 kmol

→ m_{tinh bột} = 129,6 kg

Ví dụ 5. Trong thế chiến thứ II người ta phải điều chế cao su buna từ tinh bột theo sơ đồ sau:

Tinh bột→ Glucozơ → Ancol etylic → Buta-1,3-đien → Caosu buna

Từ 10 tấn khoai chứa 80% tinh bột điều chế được bao nhiêu tấn caosu buna? (Biết hiệu suất của cả quá trình là 60%)

Hướng dẫn giải

Ta thấy, trong cả quá trình, n_C4H6 thu được sẽ bằng ntinh bột tham gia

Với H=0,6 là: n_C4H6 = n_{tinh bột} . 0,6

⇒ m_polime = 10 . 0,8162 . 0,6 . 54 =1,6 tấn