SYNTEZA I TECHNOLOGIA ŚRODKÓW LECZNICZYCH Zadania zestaw I 1 Do wyproduowania 1g wasu acetylosalicylowego zużywa się 8g wasu salicylowego i 6,4g bezwodnia wasu octowego. Obliczyć wyrażony w procentach wagowych stopień przemiany stosowanych surowców. 2 W celu wytworzenia 1g aspiryny do reatora wprowadza się oreśloną ilość wasu salicylowego, 61g bezwodnia wasu octowego i 725g benzenu jao rozpuszczalnia. W wyniu regeneracji przesączu oddestylowano 663g benzenu i 2g wasu octowego (1%). Obliczyć straty benzenu i wasu octowego przypadające na 1g produtu. 3 Chlore wasu p-acetyloaminobenzenosulfonowego zadano amoniaiem i otrzymano amid wasu p-acetyloaminobenzenosulfonowego. Obliczyć ile 2% wodnego roztworu amoniau należy użyć na 52g chloru wasowego, jeżeli amonia używa się w 15% nadmiarze w stosunu do ilości stechiometrycznej a wydajność przemiany wynosi 9%. Zadania zestaw II 1 Do wyproduowania 1g tlenu etylenu metodą atalitycznego utlenienia zużywa się 1,16g etylenu. Obliczyć wyrażony w procentach wagowych stopień przemiany surowca. 2 Ile bezwodnia wasu ftalowego otrzymuje się z 1 tony czystego naftalenu przy wydajności 7% w stosunu do możliwości teoretycznych? Obliczyć również niezbędną do syntezy objętość powietrza jeżeli 1m 3 tego gazu utlenia 25g naftalenu. 3 Obliczyć ilości surowców niezbędnych do wyproduowania 1 tony czystej aniliny metodą reducji nitrobenzenu w środowisu waśnym, jeżeli wydajność przemiany nitrobenzenu do aniliny wynosi 92% a pratyczne zużycie surowców 1
przypadające na 1mol nitrobenzenu wynosi: 2,3mol Fe, 4,mol H 2 O oraz,5mol HCl (1%). 4 W instalacji atalitycznej reducji wodorem nitrobenzenu do aniliny przepływa 6g nitrobenzenu i 6 m 3 /h wodoru, tóry rąży w obiegu zamniętym. Obliczyć jaą ilość wodoru należy uzupełnić w ciągu godziny, jeżeli wydajność reducji wynosi 98%. Zadania zestaw III 1 Do żeliwnego reatora załadowano 16g 92% wasu siarowego i 148g aniliny, a otrzymany siarczan aniliny poddano spieaniu, w wyniu czego otrzymano 2551g produtu o zawartości 97% czystego wasu sulfanilowego. Ustalić, tóry reagent został użyty w nadmiarze oraz obliczyć z jaa wydajnością nastąpiła przemiana. 2 Do sulfonatora załadowano1521g naftalenu i dodano 152g wasu siarowego, a po zaończeniu procesu wydzielono 27g wasu naftaleno-2- sulfonowego. Obliczyć wyrażony w procentach wagowych stopień przemiany naftalenu. 3 Obliczyć ilości wasów azotowego i siarowego potrzebne do znitrowania 1mol benzenu do nitrobenzenu wiedząc, że was azotowy jest 9%, was siarowy jest 95% a nadmiar wasu azotowego wynosi 5% w stosunu do ilości stechiometrycznej. Wartość współczynnia odwodnienia prowadzonego procesu nitrowania odczytana z tablic wynosi WO=2,4. Ustalić również sład mieszaniny nitrującej. 4 Do znitrowania 156g benzenu do nitrobenzenu użyto 356,2g mieszaniny nitrującej, tóra zawiera 57,3% wasu siarowego, 36,5% wsu azotowego i 6,2% wody. Obliczyć sład wasów ponitracyjnych załadając, że cała ilość wprowadzonego do aparatu benzenu uległa przemianie. 2
Zadania zestaw IV 1 W celu otrzymania chlorobenzenu, do chloratora wprowadza się 6 g/s benzenu. Jaie powinno być masowe i objętościowe natężenie przepływu chloru o zawartości 95% Cl 2 aby zachowany był 5% nadmiar benzenu w stosunu do chloru? Gęstość chloru w warunach normalnych wynosi d=3,17 g/m 3. 2 Ile surowców: benzenu i chloru 96% zużywa się do wyproduowania 1 tony czystego chlorobenzenu, jeżeli wydajność procesu wynosi 85%? 3 Ile chloru wasu p-acetyloaminobenzenosulfonowego otrzymuje się z 5g acetanilidu, jeżeli wydajność chlorosulfonowania wynosi 85%? 4 Obliczyć ile acetanilidu i ile wasu chlorosulfonowego należy użyć do wyproduowania 6g wasu p-acetyloaminobenzenosulfonowego, jeżeli was chlorosulfonowy stosuje się w ilości pięciorotnie więszej od stechiometrycznej, a wydajność tej przemiany wynosi 8%. Zadania zestaw V 1 Gaz syntezowy, w tórym na 1 mol CO przypadają 2 mole H 2 w temp 3 C pod ciśnieniem 24,5 Mpa ulega przemianie na metanol w 6%. Obliczyć jaą objętość tego gazu w warunach normalnych należy użyć do wyproduowania 1 tony aloholu metylowego. 2 Węglan wapnia rozłada się podczas prażenia na tlene wapnia i dwutlene węgla. Działając na tlene wapnia wodą otrzymuje się wodorotlene wapnia. Obliczyć ile ilogramów tlenu wapnia można otrzymać z 1 tony naturalnego wapienia, tóry zawiera 9% wagowych CaCO 3. 3 Azotan srebra otrzymuje się przez działanie wasu azotowego na metaliczne srebro, przy czym powstaje jao produt uboczny tlene azotu oraz woda. Ile 3
ilogramów czystego azotanu srebra można otrzymać ze 1 g srebra o czystości 97%? 4 Przepuszczając parę wodną nad rozżarzonym węglem otrzymuje się tzw. gaz syntezowy, tóry słada się z tlenu węgla i wodoru. Obliczyć ile metrów sześciennych gazu syntezowego można otrzymać teoretycznie w warunach normalnych z 1 tony czystego węgla oraz ile ilogramów pary wodnej zużyje się w tym procesie? Zadania zestaw VI 1 Wyonać bilans materiałowy rystalizatora, do tórego wprowadza się 1g nasyconego roztworu węglanu potasu. W temp. 8 C roztwór ten zawiera 138 g K 2 CO 3 /1 g H 2 O, a po jego oziębieniu do temp. 3 C zawiera 112,5 g K 2 CO 3 /1 g H 2 O. Węglan potasu rystalizuje z dwiema cząsteczami wody. Założyć, że rystalizacja przebiega bez odparowania wody. 2 Krystalizacji należy poddać 4 g nasyconego wodnego roztworu azotanu(v)sodu o temp 8 C. Do jaiej temp. trzeba oziębić ten roztwór aby wyrystalizował z niego azotan(v)sodu w ilości 4% początowej jego zawartości w roztworze? Ile ilogramów tej soli otrzymamy? Rozpuszczalność azotanu(v)sodu zależnie od temperatury podaje tabela: Temperatura [ C] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Rozpuszczalność [g/1g H 2 O] 73 8 88 96 14 114 124 136 148 165 3 W nasyconym roztworze wodnym chloru sodu o temperaturze 2 C znajduje się 36 g NaCl/1 g wody. Obliczyć ile chloru sodu będzie można rozpuścić w 1 g tego samego roztworu, jeżeli ogrzejemy go do 9 C. W tej temp. w 1 g wody rozpuszcza się 39 g chloru sodu. 4 Nasycony wodny roztwór siarczanu(vi)miedzi(ii) ochładza się od temp. 11 C do 2 C. Wyonać bilans materiałowy rystalizacji pięciowodnego 4
siarczanu(vi)miedzi(ii) w odniesieniu do 1 g roztworu surowego. Rozpuszczalność soli wynosi: w temp 2 C 2,7 g CuSO 4 /1 g H 2 O, w temp 1 C 75,4 g CuSO 4 /1 g H 2 O. Zadania zestaw VII 1 Wodny roztwór zawierający 5% acetonu poddaje się estracji chlorobenzenem. Obliczyć masowe natężenie przepływu estrahenta, jeżeli w rafinacie może pozostać 2% masowe acetonu, a estrat powinien zawierać,32 g acetonu/1 g chlorobenzenu. Obliczenia przeprowadzić dla 1 g/h mieszaniny surowej. 2 Mieszanina zawierająca,4 ułama molowego izopropanolu i,6 ułama molowego izobutanolu ma być rozdzielana w otle destylacyjnym. Zawartość izopropanolu w cieczy wyczerpanej ma wynosić na zaończenie procesu,1 ułama molowego. Obliczyć sład i ilość otrzymanego destylatu i cieczy wyczerpanej jeżeli destylacji poddano 1 moli cieczy surowej. Średnia lotność względna α = 2,63 a równanie bilansowe po scałowaniu przedstawia zależność: S lg S 1 x (1 x ) 1 x lg lg 1 x (1 x ) 1 x 3 Ile mieszaniny surowej należy wprowadzić w ciągu 1 godziny do olumny retyfiacyjnej aby otrzymać 5 mol/h destylatu, jeżeli rozdzielaniu poddaje się mieszaninę toluenu i chlorotoluenu? Zawartości toluenu jao sładnia bardziej lotnego powinny wynosić: x s =65% molowych, x D =98% molowych, x w =5% molowych. 4 Do olumny retyfiacyjnej doprowadza się S=8 mol/h mieszaniny metanolu i etanolu, tóry jest sładniiem mniej lotnym. Założono następujące stężenia wyrażone w ułamach molowych x s =,5, x D =,98, x w =,3. o ile wzrośnie ilość destylatu gdy jego stężenie zmaleje o,8 to jest do wartości x D =,9? 5
Zadania zestaw VIII 1 Ile litrów acetylenu można otrzymać w temp. 17 C, pod ciśnieniem,1 Mpa działając węgliiem wapnia o czystości 95% na wodę, jeżeli przereagowało 1 g CaC 2? 2 W reacji pomiędzy chlorowodorem i manganianem(vii)potasu wytwarza się chlore manganu(ii), chlore potasu, woda i chlor. Ile litrów (w warunach normalnych) chlorowodoru i ile g manganianu(vii)potasu należy użyć aby wytworzyć 2mol chloru? 3 Ile g wodorotlenu sodu należy użyć do zobojętnienia 1 litrów roztworu wasu siarowego(vi) o gęstości 1,143 g/l zawierającego 2% wagowych H 2 SO 4? 4 Obliczyć ile m 3 wodoru cząsteczowego odmierzonego w warunach normalnych potrzeba do uwodornienia 1 tony trioleinianu gliceryny o czystości 92,5%. 6