Muốn tổng hợp 120 kg poly(methyl methacrylate) thì khối lượng của acid và alcolhol tương ứng cần dùng lần lượt là bao nhiêu? Biết hiệu suất ester hóa và trùng hợp lần lượt là 60% và 80%.

1. Xác định Các Chất và Khối lượng molAcid Methacrylic: $\text{C}_4\text{H}_6\text{O}_2$. $M_{\text{acid}} = 72 \text{ g/mol}$.Methanol (Alcohol): $\text{CH}_3\text{OH}$. $M_{\text{alcohol}} = 32 \text{ g/mol}$.Methyl Methacrylate (MMA - Monomer): $\text{C}_5\text{H}_8\text{O}_2$. $M_{\text{MMA}} = 100 \text{ g/mol}$.Poly(methyl methacrylate) (PMMA - Polymer): Đơn vị lặp lại có $M_{\text{PMMA}} = 100 \text{ g/mol}$.Phản ứng Ester hóa:$\text{C}_4\text{H}_6\text{O}_2 + \text{CH}_3\text{OH} \xrightarrow{\text{H}=60\%} \text{C}_5\text{H}_8\text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} \quad (1)$Phản ứng Trùng hợp:$\text{n } \text{C}_5\text{H}_8\text{O}_2 \xrightarrow{\text{H}=80\%} \text{ (PMMA)}_n \quad (2)$2. Tính khối lượng MMA cần thiếtKhối lượng PMMA thu được: $m_{\text{PMMA}} = 120 \text{ kg}$.Hiệu suất trùng hợp: $H_2 = 80\% = 0,8$.Vì $M_{\text{MMA}} = M_{\text{PMMA}}$, khối lượng MMA cần thiết (để đạt $100\%$ hiệu suất) là:$m_{\text{MMA, cần lý thuyết}} = \frac{m_{\text{PMMA}}}{H_2} = \frac{120 \text{ kg}}{0,8} = 150 \text{ kg}$3. Tính khối lượng Acid và Alcohol ban đầuLượng $150 \text{ kg}$ MMA này chính là khối lượng thu được thực tế từ phản ứng Ester hóa (1).Hiệu suất Ester hóa: $H_1 = 60\% = 0,6$.A. Tính số mol Acid và Alcohol lý thuyếtSố mol MMA thực tế thu được:$n_{\text{MMA, tt}} = \frac{150 \text{ kg}}{100 \text{ kg/kmol}} = 1,5 \text{ kmol}$Số mol Acid và Alcohol lý thuyết cần để tạo ra $1,5 \text{ kmol}$ MMA với $100\%$ hiệu suất:$n_{\text{acid lý thuyết}} = 1,5 \text{ kmol}$$n_{\text{alcohol lý thuyết}} = 1,5 \text{ kmol}$B. Tính khối lượng Acid và Alcohol thực tế cần dùng (tính hiệu suất)Do hiệu suất là $60\%$, ta cần dùng lượng chất ban đầu lớn hơn lượng lý thuyết $\frac{1}{0,6}$ lần.a) Khối lượng Acid Methacrylic cần dùng ($m_{\text{acid}}$):$m_{\text{acid lý thuyết}} = 1,5 \text{ kmol} \times 72 \text{ kg/kmol} = 108 \text{ kg}$$m_{\text{acid}} = \frac{m_{\text{acid lý thuyết}}}{H_1} = \frac{108 \text{ kg}}{0,60} = \mathbf{180 \text{ kg}}$b) Khối lượng Methanol cần dùng ($m_{\text{alcohol}}$):$m_{\text{alcohol lý thuyết}} = 1,5 \text{ kmol} \times 32 \text{ kg/kmol} = 48 \text{ kg}$$m_{\text{alcohol}} = \frac{m_{\text{alcohol lý thuyết}}}{H_1} = \frac{48 \text{ kg}}{0,60} = \mathbf{80 \text{ kg}}$KẾT LUẬNKhối lượng Acid và Alcohol tương ứng cần dùng lần lượt là:Acid (Methacrylic acid): $180 \text{ kg}$Alcohol (Methanol): $80 \text{ kg}$