Polistiren (PS) được điều chế theo sơ đồ sau:

Etylbenzen → stiren → PS.

- Tính khối lượng PS thu được khi sử dụng 1 tấn etylbenzen để điều chế, biết hiệu suất của cả quá trình là 90%.

Question

Polistiren (PS) được điều chế theo sơ đồ sau:

Etylbenzen → stiren → PS.

- Tính khối lượng PS thu được khi sử dụng 1 tấn etylbenzen để điều chế, biết hiệu suất của cả quá trình là 90%.

quynhnhibad-go · Accepted Answer

Giải bài toán:

Hiểu rõ bài toán:

Quá trình điều chế: Etylbenzen chuyển hóa thành stiren, sau đó stiren trùng hợp tạo thành polistiren (PS).
Yêu cầu: Tính khối lượng PS thu được từ 1 tấn etylbenzen, biết hiệu suất toàn quá trình.

Phương pháp giải:

Viết phương trình phản ứng:

Etylbenzen → Stiren + H₂
nStiren → (C₈H₈)n (Polistiren)

Tính toán:

Bước 1: Tính số mol etylbenzen (C₈H₁₀):

Khối lượng mol của etylbenzen: M(C₈H₁₀) = 106 g/mol
Số mol etylbenzen: n(C₈H₁₀) = 1000000g / 106 g/mol = 9433,96 mol

Bước 2: Tính số mol stiren lý thuyết (giả sử hiệu suất 100%):

Theo phương trình phản ứng, số mol stiren bằng số mol etylbenzen.
n(stiren) = n(C₈H₁₀) = 9433,96 mol

Bước 3: Tính số mol stiren thực tế (đã tính đến hiệu suất):

n(stiren thực tế) = n(stiren lý thuyết) * hiệu suất = 9433,96 mol * 90% = 8490,56 mol

Bước 4: Tính khối lượng polistiren thu được:

Khối lượng mol của một mắt xích stiren trong polistiren gần bằng khối lượng mol của stiren.
Khối lượng polistiren: m(PS) = n(stiren thực tế) * M(stiren) ≈ 8490,56 mol * 104 g/mol ≈ 882900 g ≈ 0,883 tấn

Kết quả:

Khối lượng polistiren thu được từ 1 tấn etylbenzen với hiệu suất 90% là khoảng 0,883 tấn.

Lưu ý:

Trong quá trình trùng hợp, khối lượng phân tử của polistiren có thể rất lớn và thay đổi tùy thuộc vào điều kiện phản ứng. Tuy nhiên, để đơn giản hóa tính toán, ta coi khối lượng mol của một mắt xích stiren trong polistiren gần bằng khối lượng mol của stiren.
Hiệu suất phản ứng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến lượng sản phẩm thu được. Trong thực tế, hiệu suất có thể thay đổi tùy thuộc vào các điều kiện phản ứng và chất xúc tác.

Đáp số: 0,883 tấn polistiren.

Timi · Answer

Để tính khối lượng polistiren (PS) thu được từ 1 tấn etylbenzen, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. **Tính số mol etylbenzen**:
   - Khối lượng mol của etylbenzen (C8H10) = 8*12 + 10*1 = 106 g/mol.
   - Khối lượng etylbenzen sử dụng = 1 tấn = 1000 kg = 1,000,000 g.
   - Số mol etylbenzen = khối lượng / khối lượng mol = 1,000,000 g / 106 g/mol ≈ 9433.96 mol.

2. **Tính số mol stiren**:
   - Phản ứng chuyển đổi etylbenzen thành stiren là phản ứng 1:1, tức là 1 mol etylbenzen cho ra 1 mol stiren.
   - Do đó, số mol stiren cũng là 9433.96 mol.

3. **Tính số mol polistiren (PS)**:
   - Phản ứng polymer hóa stiren thành polistiren cũng là phản ứng 1:1, tức là 1 mol stiren cho ra 1 mol PS.
   - Số mol PS thu được cũng là 9433.96 mol.

4. **Tính khối lượng PS**:
   - Khối lượng mol của polistiren (PS) = 8*12 + 8*1 = 104 g/mol (đây là khối lượng mol trung bình, thực tế có thể thay đổi tùy thuộc vào cấu trúc).
   - Khối lượng PS lý thuyết = số mol PS * khối lượng mol PS = 9433.96 mol * 104 g/mol ≈ 982,000 g = 982 kg.

5. **Tính khối lượng PS thực tế**:
   - Hiệu suất của quá trình là 90%, do đó khối lượng PS thực tế thu được = khối lượng PS lý thuyết * hiệu suất = 982 kg * 0.90 ≈ 883.8 kg.

**Kết luận**: Khối lượng polistiren (PS) thu được khi sử dụng 1 tấn etylbenzen là khoảng 883.8 kg.