Сколько килограммов бензола требуется для производства 25 кг нитробензола, при условии, что практический выход продукта

Эта задача связана с расчетом количества бензола, необходимого для производства заданного количества нитробензола с учетом практического выхода продукта.

Для решения задачи мы должны учесть, что практический выход продукта составляет 80 %. Это означает, что при производстве нитробензола весом 25 кг мы получим только 80 % от этого веса в форме нитробензола, а остальные 20 % превратятся во что-то еще или потеряются в процессе.

Итак, для начала определим, сколько кг нитробензола мы получим на самом деле, учитывая практический выход в 80 %. Для этого умножим вес нитробензола, равный 25 кг, на десятичное обратное значение практического выхода (80 %):

\[ 25 \times \frac{80}{100} = 20 \, \text{кг} \]

Таким образом, после производства 25 кг нитробензола мы получим 20 кг реального нитробензола.

Теперь, чтобы определить, сколько кг бензола требуется для производства этих 20 кг нитробензола, мы должны учесть, что нитробензол получается путем нитрирования бензола с помощью нитрировочной смеси, содержащей концентрированную азотную кислоту. В уравнении реакции нитрирования бензола одна молекула бензола реагирует с одной молекулой нитратной группы (NO2), и каждая молекула NO2 содержит одну молекулу азотной кислоты (HNO3).

Из этого следует, что количество бензола должно быть равно количеству нитробензола по мольному соотношению 1:1. Молярная масса бензола составляет около 78 г/моль, поэтому определим количество молей нитробензола и затем пересчитаем его в килограммы:

\[ \text{молярная масса бензола} = 78 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{масса нитробензола} = 20 \, \text{кг} \]

\[ \text{количество молей нитробензола} = \frac{\text{масса нитробензола}}{\text{молярная масса бензола}} = \frac{20 \times 1000}{78} \, \text{моль} \]

\[ \text{количество килограммов бензола} = \text{количество молей нитробензола} \times \text{молярная масса бензола} = \frac{20 \times 1000}{78} \times \frac{78}{1000} \, \text{кг} \]

\[ \text{количество килограммов бензола} = 25.6 \, \text{кг} \]

Ответ округляем до десятых: 25.6 кг бензола требуется для производства 25 кг нитробензола с учетом 80 % практического выхода продукта.