硝化与亚硝化习题答案

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,Page,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,Page,9,4-9 300kg,对硝基甲苯改用质量分数,65%,的发烟硫酸在,100125 ,进行一磺化，取,值仍为,81.18,，试计算硫酸用量、磺化液各组分质量分数、总酸度、,w,(H,2,SO,4,)/,w,(H,2,SO,4,)+,w,(H,2,O),，并与教材中例题,4-1,的数据相比较。,(1) 65%,发烟硫酸的用量的计算,65%,发烟硫酸中,w,(H,2,SO,4,),为,或,投料对硝基甲苯的物质的量,(,摩尔数,),为,300,137=2.19kmol,65%,发烟硫酸的,值,每,1kmol,对硝基甲苯一磺化所需硫酸用量,x,值,65%,发烟硫酸的投料量,=2.19121.52=266.13kg,(2),投料中,H,2,SO,4,+SO,3,)/C,7,H,7,NO,2,摩尔比的计算,(,266.130.65,),/80+,(,266.130.35,),/98,2.19,=1.42:1,(3),磺化液各组分质量分数的计算,发烟硫酸中,含,SO,3,=266.1365%=172.98kg=2.16kmol,含,H,2,SO,4,=266.1335%=93.15kg=0.95kmol,磺化时消耗了全部,SO,3,2.16kmol,又消耗了,H,2,SO,4,量,=2.19,2.16= 0.03kmol=2.94kg,剩余,H,2,SO,4,量,= 93.15,2.94= 90.21kg,磺化生成,H,2,O,量,=0.03kmol=0.54kg,磺化生成磺酸量,=2.19kmol = 475.23kg,磺化液总质量,=300.00+266.13=566.13kg,磺化液各组分质量分数：,磺酸,=475.23/566.13=83.94%,H,2,SO,4,=90.21/566.13=15.94%,H,2,O=0.54/566.13=0.10%,(4),磺化液总酸度的计算,磺酸按当量折算成,H,2,SO,4,的质量为,磺化液总酸度,=,(,90.21+107.31,),566.13=34.88%,w,(H,2,SO,4,)/,w,(H,2,SO,4,)+,w,(H,2,O),=15.94/(15.94+0.10)=99.38%,(6),核对,值,= 81.6399.38%=81.21,用,20%,发烟硫酸时的数据对比如下表：,所用发烟硫酸浓度,20%,65%,所用发烟硫酸质量,/kg,800.00,266.13,磺化液组成,磺酸,43.20 %,83.94 %,硫酸,56.49 %,15.94 %,水,0.31 %,0.10 %,磺化液总酸度,66.24 %,34.88 %,核算,值,81.12 %,81.18 %,w,(,H,2,SO,4,) / ,w,(,H,2,SO,4,) +,w,(,H,2,O) ,99.45 %,99.38 %,(H,2,SO,4,+ SO,3,)/C,7,H,7,NO,2,摩尔比,3.90:1,1.42:1,磺化液中未反应的硫酸量,/kg,621.39,90.21,讨论：,(1),对硝基甲苯一磺化的,值为,81.12,，,w,(H,2,SO,4,) / ,w,(H,2,SO,4,) +,w,(H,2,O) ,接近,100%,，即只有发烟硫酸中的,SO,3,能参加反应，而,H,2,SO,4,基本上不能参加反应。,(2),用,20%,发烟硫酸时，磺化液中将含有大量的废,H,2,SO,4,。,(3),用,65%,发烟硫酸时，它的用量只有,20%,发烟硫酸用量的,33.27%,，磺化液中废,H,2,SO,4,的含量只是用,20%,发烟硫酸时的,14.52%,，可大大减少废酸量。但,65%,发烟硫酸价格贵，使用不方便。,