III Расчет количеств исходных веществ, необходимых для синтеза
3.1Расчет основных исходных веществ
Задание:синтезировать уксусноизоамиловый эфир, исходя из 16 см3 ледяной уксусной кислоты.
Для решения этого задания воспользуемся уравнениями реакций получения уксусноизоамилового эфира и методикой.
В соответствии с этой методикой в синтезе используются:
Уксусная кислота (ледяная) 14,3 см3
Изоамиловый спирт 27,7 см3
Рассчитать количество молей, массы, объемы исходных веществ, исходя из 16 см3 ледяной уксусной кислоты.
а) Находим количества молей (n) исходных веществ, исходя из данных МУ.
Изоамиловый спирт:
где: 0,8120 – плотность изоамилового спирта, г×(см3)-1;
1 – массовая доля изоамилового спирта в растворе;
86 – молярная масса изоамилового спирта, г×моль-1.
Уксусная кислота:
где: 1,0492 – плотность уксусной кислоты, г×(см3)-1;
1 – массовая доля уксусной кислоты в растворе;
60 – молярная масса уксусной кислоты, г×моль-1.
б) Составим мольное соотношение реагентов:
C2H4O2 :С5Н12О = 0,2501: 0,2615
Делим все три числа на 0,2501 (число моль вещества, по которому ведем расчет); получаем новое мольное соотношение: 1 : 1,0456
в) Сохраняя это мольное соотношение, находим количество молей, массы и объемы реагирующих веществ, исходя из выданных по заданию 16 см 3ледяной уксусной кислоты
В них содержится:
Для расчета количества молей изоамилового спирта воспользуемся новым мольным соотношением.
Как видно из мольного соотношения 0,2615 молю изоамилового спирта соответствует 0,2501 моля уксусной кислоты, а для 0,28 молей уксусной кислоты --- Х молей изоамилового спирта.
По этой пропорции находим количество молей изоамилового спирта:
n = 0,28× 1,0456 = 0,2928 моль
Находим объем изоамилового спирта, необходимый для нашего синтеза:
V(C5H12O) = 86*0,2928/0,812*0,98 = 31,6см3.
IV Теоретический выход уксусноизомамилового эфира
Для расчета теоретического выхода уксусноизомамилового эфира необходимо определить в-во, которое находится в недостатке. Из нового мольного соотношения видно, что C2H4O2 находится в недостатке. Из уравнения реакции следует, что из 0,2928 моль изоамилового спирта должно быть получиться 0,2928 моль уксусноизомамилового эфира. Поэтому теоретический выход уксусноизоамилового эфира равен:
ТВЭBr = 0,2928× 130,185 =38,064 г.
V Ожидаемый выход уксусноизомамилового эфира
Ожидаемый выход уксусноизомамилового эфира можно рассчитать по пропорции, учитывая, что по этой методике (стр.18) из 27,7 см3 изоамилового спирта образуется 21 г уксусноизоамиловогоэфира:
27,7см 3 С5Н12О ¾ 21 г уксусноизоамиловогоэфира, тогда из
31,01 см 3 С5Н12О ¾ Х г уксусноизоамиловогоэфира.
Тогда процентный выход ожидаемый от теоретического будет составлять:
