Bromine là nguyên liệu để điều chế các hợp chất chứa bromine trong y dược, nhiếp ảnh, chất nhuộm, chất chống nổ cho động cơ đốt trong, thuốc trừ sâu. Để sản xuất bromine từ nguồn nước biển có hàm lượng 84,975 gam NaBr/m3 nước biển người ta dùng phương pháp thổi khí cho vào nước biển. Lượng khí chlorine phải nhiều hơn 10% so với lí thuyết. Tính lượng chlorine cần dùng để sản xuất được 1 tấn bromine ( giả sử hiệu suất phản ứng là 100 %)
Quảng cáo
4 câu trả lời 9503
Giải quyết bài toán điều chế Bromine
Phân tích bài toán
Phản ứng:
2NaBr + Cl₂ → 2NaCl + Br₂
Yêu cầu: Tính lượng khí chlorine cần dùng để sản xuất 1 tấn bromine.
Dữ kiện:
Nồng độ NaBr trong nước biển: 84,975 g/m³
Hiệu suất phản ứng: 100%
Lượng chlorine cần dùng nhiều hơn 10% so với lý thuyết.
Giải chi tiết
Bước 1: Tính số mol bromine cần sản xuất:
1 tấn bromine = 1000 kg = 1000000g
Số mol bromine: n(Br₂) = m/M = 1000000g / 159.8g/mol ≈ 6259 mol
Bước 2: Tính số mol NaBr cần dùng:
Từ phương trình phản ứng, ta thấy:
2 mol NaBr tạo ra 1 mol Br₂
⇒ 6259 mol Br₂ cần 6259 2 = 12518 mol NaBr
Bước 3: Tính khối lượng NaBr cần dùng:
m(NaBr) = n(NaBr) M(NaBr) = 12518 mol 102.9g/mol ≈ 1292476.2 g
Bước 4: Tính thể tích nước biển cần dùng:
Thể tích nước biển: V = m(NaBr) / C(NaBr) = 1292476.2 g / 84.975 g/m³ ≈ 15210.5 m³
Bước 5: Tính số mol chlorine cần dùng theo lý thuyết:
Từ phương trình phản ứng, ta thấy:
2 mol NaBr phản ứng với 1 mol Cl₂
⇒ 12518 mol NaBr phản ứng với 12518 mol / 2 = 6259 mol Cl₂
Bước 6: Tính số mol chlorine cần dùng thực tế (đã tính thêm 10%):
Số mol Cl₂ thực tế = 6259 mol 1.1 = 6884.9 mol
Bước 7: Tính khối lượng chlorine cần dùng:
m(Cl₂) = n(Cl₂) M(Cl₂) = 6884.9 mol 71 g/mol ≈ 488844.9 g ≈ 488.85 kg
Để sản xuất được 1 tấn bromin (1 tấn = $10^6$ g), người ta cần lượng NaBr tương ứng:
Trong đó, $w(\text{bromin})$ là khối lượng molar của bromin, bằng $79,904 \text{ g/mol}$.
Áp dụng phương trình phản ứng điều chuẩn để tính lượng chlorine:
Theo định luật bảo toàn nguyên tố, số mol của $\text{NaBr}$ bằng số mol của bromin sản phẩm:
Vì theo phương trình phản ứng, khối lượng chlorine cần dùng gấp đôi khối lượng bromin, suy ra ta cần 4 lần khối lượng của số mol trong phản ứng của $\text{NaBr}$, hay:
Khối lượng của chlorine là:
Vì lượng khí chlorine phải nhiều hơn 10% so với lí thuyết, người ta cần sử dụng:
Chlorine để đảm bảo hiệu suất phản ứng đạt 100%.
Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2
nBr2 =
nCl2 (LT) = nBr2 = 6250 mol
nCl2 (TT) = 6250.(100+10)% = 6875 mol
mCl2 = 6875.71 = 488125g
....................Quảng cáo
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
6155
