4 - BBW-2009-Lab

18- Stöch-2
10.10.09 Dä
Fachrechnen Stöchiometrie 2
1.
Aus 640 kg Hydrochinon mit einem Massenanteil w (C6H4(OH)2) = 90% wird durch Einleiten von
Chlorgas Chloranil hergestellt.
a) Wie viele kg Chloranil werden erhalten, wenn die Ausbeute 75% beträgt?
b) Wie viele m3 Chlorgas (Nz) müssen eingeleitet werden, wenn der Überschuss 20% beträgt?
C6H4(OH)2 + 5 Cl2  C6O2Cl4 + 6 HCl
2.
53.2 g Naphthalin mit einem Massenanteil w (C10H8) = 95.6 % wurden sulfoniert, wobei 82.7 g
Naphthalinsulfonsäure mit einem Massenanteil w (C10H7SO3H) = 87.5 % erhalten wurden. Wie
gross ist der Wirkungsgrad η der Reaktion?
SO3H
+
H2SO4
+
H2O
3.
Bei der Nitrierung von 184.9 kg Veratrol (1,2-Dimethoxy-benzen) mit einem Massenanteil w
(C6H4(OCH3)2) = 0.95 g/g mit 110.5 l Salpetersäure mit einem Massenanteil w (HNO3) 0.63 g/g
und einer Dichte  = 1.382 g/ml wurden 240 kg Nitroveratrol (1,2-Dimethoxy-4-nitrobenzen) mit
w (C6H3NO2(OCH3)2) = 0.85 g/g erhalten.
a) Wie gross ist die Ausbeute in %
b) Wie gross war der Überschuss an Salpetersäure in %?
C6H4(OCH3)2 + HNO3  C6H3NO2(OCH3)2 + H2O
4.
Ein schwefeldioxidhaltiges Abgas hat eine Volumenkonzentration  (SO2) = 1.50 l/m 3. Welches
Volumen Abgas (bei Nz) kann mit 125 kg Absorberfüllung mit w (NaOH) = 0.28 g/g gereinigt
werden, wenn nur 80% der Natronlauge verbraucht werden dürfen?
2 NaOH + SO2  Na2SO3 + H2O
5.
Es werden 15.5 g Aluminiumcarbid mit w (Al4C3) = 0.854 g/g langsam mit Wasser umgesetzt.
Die Bildung von Methan läuft mit einem Wirkungsgrad η = 91% ab. Wie viele Liter Methan (Nz)
entstehen und wie viele Gramm Wasser werden in Methan umgesetzt?
Al4C3 + 12 H2O  3 CH4 + 4 Al(OH) 3
6.
Bei der Umsetzung von Benzoesäure mit Thionylchlorid entsteht Benzoylchlorid. Der
Wirkungsgrad η ist 0.93. Das Thionylchlorid wird in einem Überschuss von 21% eingesetzt.
a) Wie viele g Thionylchlorid müssen zur Herstellung von 300 ml Benzoylchlorid
( = 1.219 g/ml) angesetzt werden?
C6H5COOH + SOCl2  C6H5COCl + HCl + SO2
b) Wie viele ml Natronlauge (* (NaOH) = 150 g/l) werden für die Neutralisation der
entstehenden Abgase benötigt, wenn nur 80% der Natronlauge verbraucht werden dürfen?
HCl + SO2 + 3 NaOH  Na2SO3 + NaCl + 2 H2O
7.
Gegeben ist folgende Drei-Stufen-Synthese mit den Ausbeuten von 75 % in der ersten, 80 % in
der zweiter und 95 % in der dritten Stufe. Es soll 1 kg 4-Aminobenzoesäureethylester (IV)
hergestellt werden.
a) Wie gross ist die Gesamtausbeute in %?
b) Wie viele kg 4-Nitrobenzoesäure (I) mit w(C6H4NO2COOH) = 0.80 g/g müssen dazu
eingesetzt werden?
c) Wie viele ml Ethanol ( = 0.79) wird in der 2. Stufe verbraucht?
d) Wie viele kg 4-Nitrobenzoesäure (I) mit w(C6H4NO2COOH) = 0.98 g/g müssen dazu
eingesetzt werden, wenn nach der zweiten Stufe 300 g 4-Nitrobenzoesäureethylester (III)
für andere Versuchszwecke entfernt werden?
Stufe 1:
C6H4NO2COOH (I) + PCl5  C6H4NO2COCl (II) + POCl3 + HCl
Stufe 2:
C6H4NO2COCl (II) + CH3CH2OH  C6H4NO2COOC2H5 (III) + HCl
Stufe 3:
C6H4NO2COOC2H5 (III) + 3 H2  C6H4NH2COOC2H5 (IV) + 2 H2O
18- Stöch-2
Fachrechnen Stöchiometrie 2
Lösungen:
1. a) 966 kg
b) 704 m3
2.  = 0.875 oder 87.5 %
3. a) 87.6 %
b) 20.0 %
4. 5’229 m3
5. 5.62 L CH4 und
18.07 g H2O
6. a) 403 g
b) 2’600 mL oder 2’603 mL
7. a)
b)
c)
d)
57.0 %
2.22 kg
372 mL
2.25 kg
10.10.09 Dä