Kilka pytań odnośnie oleum i TNT

Forum chemiczne zajmujące się badaniem budowy, właściwości oraz reakcji związków chemicznych zawierających węgiel oraz opracowywaniem różnorodnych metod syntezy tych połączeń
13marcin13
Posty: 14
Rejestracja: 2 lip 2009, o 19:42

Kilka pytań odnośnie oleum i TNT

Post autor: 13marcin13 »

1) Dlaczego podczas produkcji trinitrotoluenu wymagane jest oleum.
Wykorzystując zamiast niego stężony kwas siarkowy nie otrzymalibyśmy tak wysokiego punktu krzepnięcia?

2) Ekstrakcja nitrozwiązków z kwasu ponitracyjnego.
Szukałem w internecie informacji na ten temat niestety nic nie mogę znaleźć.
Interesuje mnie jak przebiega ekstrakcja rozpuszczonych w kwasie nitrozwiązków. Jakieś równanie reakcji?

3) Dlaczego stężenie oleum jest często podawane jako np. 105.5% H2SO4
Obliczając mr i ms otrzymujemy msmr co jest mało logiczne

Jest ktoś wstanie odpowiedzieć mi na którekolwiek z pytań?
adamantan
Posty: 1489
Rejestracja: 2 wrz 2009, o 13:00

Re: Kilka pytań odnośnie oleum i TNT

Post autor: adamantan »

1.)
Wykorzystując zamiast niego stężony kwas siarkowy nie otrzymalibyśmy tak wysokiego punktu krzepnięcia?
Nie rozumiem, co miałeś tutaj namyśli

Oleum sulfonując najpierw DNT chroni go w pewien sposób przed niebezpiecznym utlenianiem reagenta nitrującego.

2.) Preparatyki szczegółowo to opisują, ale tym pytaniem WKRACZASZ JUŻ NA NIEBEZPIECZNY GRUNT odpowiednia ustawa RP.

3.)
Stężenia oleum są podawane na dwa sposoby:
- normalne stężenie w % masowych SO3 w roztworze (oznaczmy je sobie jako C%(SO3))
- ekwiwalentne stężenie w % masowych całego, możliwego do wygenerowania H2SO4 (oznaczmy je sobie jako C%(kwasu)), jakie udałoby się wygenerować z takiego roztworu, tzn. wlicza się w to czysty 100% H2SO4 znajdujący się w roztworze oraz wolny SO3, który może dać taką, a taką dodatkową porcję 100% H2SO4. Wartości tak podawane100% i nie należy ich odbierać dosłownie matematycznie (ms, mr), chyba, że wiemy co liczymy (możliwy do wygenerowania H2SO4).

W zależności od sytuacji chemika, czasem lepiej znać jeden typ stężenia (C%(SO3), gdy w reakcji uczestniczy tylko SO3), a czasem drugi (C%(kwasu), H2SO4 reaguje, a SO3 generuje nam dodatkową porcję H2SO4). Zerkając do Wikipedii EN znajdziemy tam wzór pokazujący jak jedno przeliczyć w drugie:

% acid = 100 + 18/80 × % oleum

Czyli w naszych oznaczeniach:

C%(kwasu) = 100 + (18/80) * C%(SO3)

Samo wyprowadzenie tego wzoru jest proste :

Niech mr oznacza masę pewnej porcji oleum o stężeniu C%(SO3). Masa wolnego SO3 tam zawartego wynosi:

m(SO3) = (mr * C%(SO3))/100%

Masa wolnego H2SO4:

m(wolnego kwasu) = mr - m(SO3)

Obliczmy teraz ile moli H2SO4 dałoby się uzyskać z obecnego w oleum wolnego SO3:

M(SO3) = 80 [g/mol]

n(H2SO4, który można otrzymać) = n(SO3) = m(SO3)/M(SO3) = m(SO3)/80

Masa kwasu H2SO4, jaką da się z tego otrzymać to:

M(H2SO4) = 98 [g/mol]

m(dodatkowa H2SO4) = M(H2SO4) * n(H2SO4, który można otrzymać) = (98/80) * m(SO3)

Wracając teraz do ekwiwalentu stężenia w % masowych H2SO4.

Całkowita masa H2SO4 drzemiącego w oleum ( wolnego i tego, który da się wygenerować z obecnego tam SO3) wynosi:

m(całego H2SO4) = m(wolnego kwasu) + m(dodatkowa H2SO4) = mr - m(SO3) + (98/80) * m(SO3) = mr + (18/80) * m(SO3) = mr + (18/80) ((mr * C%(SO3))/100%) = mr * (1 + ((18/80) * C%(SO3))/100%)

Do obliczenia ekwiwalentu używa się jednak rzeczywistej (realnej) masy rozpatrywanego roztworu, czyli wg naszych oznaczeń mr. Ostatecznie stosując klasyczny wzór na Cp:

Cp = (ms/mr) * 100%

mamy:

C%(kwasu) = (m(całego H2SO4)/mr) * 100% = ((mr * (1 + ((18/80) * C%(SO3))/100%))/mr) * 100%

Co daje:

C%(kwasu) = 100% + (18/80) * C%(SO3)
13marcin13
Posty: 14
Rejestracja: 2 lip 2009, o 19:42

Re: Kilka pytań odnośnie oleum i TNT

Post autor: 13marcin13 »

Dziękuję za odpowiedź

1) chodzi mi o to, że trzeci etap nitracji jest najtrudniejszy i potrzeba odpowiedniego stężenia kwasu aby całe DNT przereagowało do TNT (co wpływa na końcowe PK otrzymanego TNT)

Mógłbyś mi w bardziej jasny sposób opisać to chronienie DNT poprzez sulfonowanie? Bo nie bardzo to rozumiem.

I mam jeszcze jedno pytanie.

Od czego zależy (co ma wpływ) na kolor kwasów ponitracyjnych podczas nitrowania toluenu do MNTDNTTNT
W jakich przypadkach będą ciemno zółte,brązowe a kiedy zielone, jasno zółte
Rozumiem, że im mocniejsze kwasy tym są one jaśniejsze. Ale co ma wpływ na kolor. Powstające tlenki? Stosunek HNO3 do H2SO4? Jakieś reakcje uboczne? Bo wiem, że w przypadku braku odpowiedniego nadmiaru HNO3 zaczyna zachodzić reakcja sulfonowania.
ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość