1. Formula substantei : hidroxidieter al fenolului

Având în vedere că eterii fenolici se obţin din fenoxizi şi derivaţi halogenaţi, aş propune ca li metodă de sinteză a unui hidroxidieter al fenolului, reacţia dintre 2 moli de fenoxid de Na şi 1 mol de cloroform, urmată apoi de hidroliza produsului rezultat.

Structura hiroxidieterului rezultat este cea de mai jos:

OH

O CH2 O

2. Prin oxidarea metanului cu vapori de H20 la 850 (grade Celsius) rezulta 1% CH4 nereactionat, 5% CO2, restul CO si H2. Ştiind ca toata apa se consuma, care este compozitia in CO si H2 (% de volum) a amestecului rezultat , Cu (conversia utila) si randamentul procesului?

Pornim de la faptul că %Volum sunt identice cu % molare (asta aşa doar pentru uşurinţa calculului)

Scriem ecuaţiile reacţiilor chimice:

CH4 + H2O CO + 3H2 (1)

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 (2)

CH4 CH4 (3)

Presupunem volumul amestecului gazos final ca fiind 100 moli.Conform datelor problemei 1% din acesta este CH4 nereacţionat şi 5% CO2 adică 1

mol CH4 şi 5 moli CO2. Scăzând din cei 100 moli amestec final rezultă 94 moli amestec CO şi H2.(*)

De reţinut că Hidrogenul conţinut în cei 94 moli amestec final CO si H2 provine din ecuaţiile reacţiilor (1) şi (2).

Conform soechiometriei ecuaţiei reacţiei (2) cunoscând ca nr. de moli de CO2 este 5 moli, obţinem nr. de moli de H2 pentru reacţia (2) egal cu 20 moli.

Scăzând aceasta valoare din cei 94 de moli (vezi *), obţinem 74 moli amestec CO şi H2 din reacţia (1). Fie n1 = nr. moli de CO si n2 = nr. de moli de H2 pt. reacţia (1). Avem:

n1 + n2 =74 şi conform stoechiometriei ec. reacţiei (1) n1:n2 =1:3 adică n2 =3* n1.Rezolvând sistemul obţinem: 18,5 moli CO, 55,5 moli H2 la care adăugăm cei 20 de

moli din reacţia (2) deci 75,5 moli H2 total. Deoarece am considerat că amestecul final măsoară 100 moli, %CO=18,5%, %H2=75,5%

Pentru calculul conversiei utile avem nevoie de numărul total de moli de CH4 care intră în procesul de oxidare cu vapori de apă. Din cele 3 reacţii, pe baza calculelor stoechiometrice avem un total de 24,5 moli (18,5 moli (1) + 5 moli (2) + 1 mol (3)).

Considerând prima reacţie ca fiind reacţia utilă,

Randamentul se calculează ca fiind raportul dintre conversia utila şi conversia totală, înmulţit cu 100. Calculând conversia totală conform definiţiei ca fiind numărul de moli de materie primă transformată în produşi de reacţie, raportaţi la numărul total de moli

de materie primă introduşi în reacţie vom avea:

Deci, randamentul

3. La fabricarea acetilenei prin procedeul arcului electric, gazele ce parasesc cuptorul de cracare contin in volume : 15% C2H2, 28% CH4 si restul H2. Daca se introduc in cuptor 6400 m( cubi) metan pur , volumul de gaze care parasesc cuptorul va fi de:

Problema este asemănătoare cu cea anterioară, în partea de logică: considerăm amestecul final ca având 100 m3 şi ţinem cont de faptul că din reacţia secundară C nu este gaz:Cele 3 ecuaţii ale transformărilor chimice sunt::

2CH4 C2H2 + 3H2 (1)

CH4 C + 2H2 (2)

CH4 CH4 (3)

Fie 100 m3 amestec gazos final. Conform datelor problemei, în acest amestec vom avea: 15 m3 C2H2 , 28 m3 CH4 netransformat, iar restul pana la 100 m3 este H2 (57 m3). Trebuie ţinut cont că hidrogenul provine din reacţia (1) şi reacţia (2). Pe baza stoechiometriei ecuaţiei reacţiei chimice (1) se determină volumul de H2 rezultat (45 m3). Diferenţa până la cei 57 m3, adică 12 m3, reprezintă hidrogen produs în reacţia (2).Pe baza stoechiometriei celor 3 reacţii se determina volumul de metan, care în condiţiile date, ar produce 100 m3 amestec gazos final: 30 m3 din prima reacţie, 6 m3 din a doua reacţie şi 28 m3 din a treia reacţie, rezultând un total de 64 m3.

Cu alte cuvinte, prin regula de 3 simplă:

64 m3 CH4 …………………100 m3

6400 m3 CH4 ………………x m3

De unde x=10000 m3 amestec gazos.