Oxy hóa 9,2 gam toluen bằng dung dịch KMnO trong môi trường axit đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được axit benzoic. Tính khối lượng axit benzoic thu được, biết hiệu suất phản ứng là 80%.

Question

Disnney · Accepted Answer

{"userId":5289866,"userName":"Lan Vàng"}

$ m n_{toluene}=\dfrac{9,2}{92}=0,1(mol) $

Phương trình hóa học:

$ m 6C_6H_5CH_3 +6KMnO_4 +9H_2SO_4 \xrightarrow{t^o} 5C_6H_5COOH + 3K_2SO_4 +6MnSO_4 +14H_2O $

Theo phương trình, ta có:

$ m n_{ C_6H_5COOH}= \dfrac{5}{6}n_{toluene}=\dfrac{1}{12}(mol) $

Ta có $ m H=80\% $

$ o m m_{C_6H_5COOH}=\dfrac{1}{12}.80\%.68 ≈ 4,53(g) $

Timi · Answer

Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần viết phương trình phản ứng oxy hóa toluen (C7H8) thành axit benzoic (C7H6O2) bằng dung dịch KMnO4 trong môi trường axit.

Phương trình phản ứng như sau:

$$ C_7H_8 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow C_7H_6O_2 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 3H_2O $$

### Bước 1: Tính số mol toluen
Khối lượng toluen là 9,2 gam. Đầu tiên, ta cần tính số mol của toluen.

Khối lượng mol của toluen (C7H8) là:
$$
M_{C_7H_8} = 7 \times 12 + 8 \times 1 = 84 + 8 = 92 \text{ g/mol}
$$

Số mol toluen:
$$
n_{C_7H_8} = \frac{m}{M} = \frac{9,2 \text{ g}}{92 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol}
$$

### Bước 2: Tính số mol axit benzoic thu được
Theo phương trình phản ứng, 1 mol toluen tạo ra 1 mol axit benzoic. Vậy số mol axit benzoic thu được là:
$$
n_{C_7H_6O_2} = n_{C_7H_8} = 0,1 \text{ mol}
$$

### Bước 3: Tính khối lượng axit benzoic thu được
Khối lượng mol của axit benzoic (C7H6O2) là:
$$
M_{C_7H_6O_2} = 7 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 16 = 84 + 6 + 32 = 122 \text{ g/mol}
$$

Khối lượng axit benzoic lý thuyết thu được là:
$$
m_{C_7H_6O_2} = n_{C_7H_6O_2} \times M_{C_7H_6O_2} = 0,1 \text{ mol} \times 122 \text{ g/mol} = 12,2 \text{ g}
$$

### Bước 4: Tính khối lượng axit benzoic thực tế thu được
Vì hiệu suất phản ứng là 80%, khối lượng axit benzoic thực tế thu được sẽ là:
$$
m_{thực tế} = m_{lý thuyết} \times \text{hiệu suất} = 12,2 \text{ g} \times 0,8 = 9,76 \text{ g}
$$

### Kết luận
Khối lượng axit benzoic thu được là **9,76 gam**.