Сколько массы продуктов формируется при реакции избытка азотной кислоты с 0,1 молью бензола, толуола и фенола

Данная задача связана с органической химией и реакцией нитрирования ароматических соединений, в данном случае бензола, толуола и фенола с азотной кислотой (HNO3) в присутствии серной кислоты (H2SO4).

1. Начнем с расчета моларной массы каждого из ароматических соединений:

- Молярная масса бензола (C6H6): \(6 \times 12.01 + 6 \times 1.01 = 78.11\) г/моль.
- Молярная масса толуола (C7H8): \(7 \times 12.01 + 8 \times 1.01 = 92.14\) г/моль.
- Молярная масса фенола (C6H6O): \(6 \times 12.01 + 6 \times 1.01 + 16.00 = 94.11\) г/моль.

2. Рассмотрим реакцию нитрирования, описанную следующим образом:

\[C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O\]
\[C7H8 + HNO3 → C7H7NO2 + H2O\]
\[C6H6O + HNO3 → C6H5NO3 + H2O\]

Приведенные уравнения показывают, что при реакции каждого соединения с одной молекулой азотной кислоты образуется одна молекула нитроаренового соединения (с соответствующими замещениями) и одна молекула воды.

3. Для решения задачи нам необходимо определить, сколько мольных масс продуктов образуется при реакции избытка азотной кислоты с каждым из ароматических соединений.

- Бензол (C6H6): 0,1 моль
Образуется:
- Нитробензол (C6H5NO2) в количестве 0,1 моль.
- Вода (H2O) в количестве 0,1 моль.

- Толуол (C7H8): 0,1 моль
Образуется:
- Нитротолуол (C7H7NO2) в количестве 0,1 моль.
- Вода (H2O) в количестве 0,1 моль.

- Фенол (C6H6O): 0,1 моль
Образуется:
- Нитрофенол (C6H5NO3) в количестве 0,1 моль.
- Вода (H2O) в количестве 0,1 моль.

4. Теперь нам нужно вычислить массу каждого из продуктов. Для этого мы будем использовать молярные массы, рассчитанные на первом шаге.

- Масса нитробензола: \(0,1 \, \text{моль} \times 103.12 \, \text{г/моль} = 10.312\) г.
- Масса нитротолуола: \(0,1 \, \text{моль} \times 121.15 \, \text{г/моль} = 12.115\) г.
- Масса нитрофенола: \(0,1 \, \text{моль} \times 123.11 \, \text{г/моль} = 12.311\) г.
- Масса воды: \(0,1 \, \text{моль} \times 18.02 \, \text{г/моль} = 1.802\) г.

Таким образом, при реакции избытка азотной кислоты с 0,1 молью бензола, толуола и фенола (в присутствии H2SO4), образуется следующая масса продуктов:

- Нитробензол: 10.312 г.
- Нитротолуол: 12.115 г.
- Нитрофенол: 12.311 г.
- Вода: 1.802 г.

Надеюсь, ответ был понятен и подробен для вашего понимания! Если у вас остались какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.