Tính khối lượng dd nitric acid 72,7% cần dùng để điều chế ra 57,25g picric acid, giả sử hiệu suất pứ là 90%

Giải bài toán điều chế axit picric
Phân tích bài toán
Để giải bài toán này, ta cần thực hiện các bước sau:

Viết phương trình phản ứng: Phenol tác dụng với HNO₃ đặc để tạo thành axit picric.
Tính số mol axit picric: Từ khối lượng axit picric thu được và hiệu suất phản ứng, ta tính được số mol axit picric thực tế thu được.
Tính số mol HNO₃ lý thuyết cần dùng: Dựa vào phương trình phản ứng, ta tính được số mol HNO₃ lý thuyết cần dùng để tạo ra số mol axit picric trên.
Tính khối lượng HNO₃ lý thuyết: Từ số mol HNO₃ lý thuyết, ta tính được khối lượng HNO₃ lý thuyết.
Tính khối lượng dung dịch HNO₃ 72,7%: Từ khối lượng HNO₃ lý thuyết và nồng độ dung dịch, ta tính được khối lượng dung dịch HNO₃ cần dùng.
Giải chi tiết
Bước 1: Viết phương trình phản ứng:

C₆H₅OH + 3HNO₃ → C₆H₂(NO₂)₃OH + 3H₂O

Bước 2: Tính số mol axit picric:

Khối lượng mol của axit picric (C₆H₂(NO₂)₃OH) là: 126 + 13 + 1433 + 16*7 = 229 g/mol.
Số mol axit picric thực tế thu được: n = m/M = 57.25/229 = 0.25 mol.
Do hiệu suất phản ứng là 90% nên số mol axit picric lý thuyết: n(lý thuyết) = 0.25/0.9 ≈ 0.278 mol.
Bước 3: Tính số mol HNO₃ lý thuyết cần dùng:

Từ phương trình phản ứng, ta thấy để tạo ra 1 mol axit picric cần 3 mol HNO₃.
Vậy để tạo ra 0.278 mol axit picric cần: 0.278 * 3 = 0.834 mol HNO₃.

Bước 4: Tính khối lượng HNO₃ lý thuyết:

Khối lượng mol của HNO₃ là: 1 + 14 + 163 = 63 g/mol.
Khối lượng HNO₃ lý thuyết: m = nM = 0.834 * 63 ≈ 52.542 g.

Bước 5: Tính khối lượng dung dịch HNO₃ 72,7%:

Gọi m(dd) là khối lượng dung dịch HNO₃ 72,7%.
Ta có: (52.542/m(dd)) * 100% = 72.7%
Giải phương trình, ta được: m(dd) ≈ 72.32 g.
Kết luận:
Cần khoảng 72.32 gam dung dịch nitric acid 72.7% để điều chế 57.25 gam axit picric với hiệu suất 90%.