Сколько килограммов мыла может быть получено в результате омыления 300 кг техгического жира, содержащего 85% тристеарата. Сколько кг 30%-ного раствора едкого натра следует взять для гидролиза, если раствор щёлочи берётся в 1,5 избытке?
Сколько килограммов мыла может быть получено в результате омыления 300 кг техгического жира, содержащего 85% тристеарата. Сколько кг 30%-ного раствора едкого натра следует взять для гидролиза, если раствор щёлочи берётся в 1,5 избытке?
Для вычисления количества мыла, которое можно получить из 300 кг технического жира, содержащего 85% тристеарата, нужно сначала определить количество тристеарата в исходном жире.
Тристеарат - это эфир жирной кислоты стеариновой кислоты (C18H36O2). Таким образом, молярная масса тристеарата составляет примерно 306 г/моль.
Имея 300 кг жира, можно вычислить количество тристеарата: Масса тристеарата = 300 кг * 0.85 = 255 кг.
Теперь, чтобы определить количество мыла, которое можно получить из 255 кг тристеарата, нужно учитывать молярные пропорции реакции с щелочью (едким натром). Масса моля тристеарата - 306 г/моль.
Так как раствор щелочи берется в 1,5 избытке, это значит, что на каждый моль тристеарата необходимо 1,5 моль едкого натра.
Таким образом, количество едкого натра, необходимого для гидролиза, можно вычислить по формуле: Масса едкого натра = (255 кг 1000) / 306 1.5 = 1250 кг.
Итак, для получения мыла из 300 кг технического жира (содержащего 85% тристеарата) потребуется 1250 кг 30%-ного раствора едкого натра.
Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть процесс омыления жиров, который является реакцией гидролиза триглицеридов (жиров) в присутствии щелочи, чаще всего гидроксида натрия (NaOH), с образованием глицерина и мыла (соли жирных кислот).
Технический жир содержит 85% тристеарата, значит: [ \text{Масса тристеарата} = 300 \, \text{кг} \times 0,85 = 255 \, \text{кг} ]
Тристеарат (C57H110O6) омыляется по уравнению: [ \text{C}{57}\text{H}{110}\text{O}6 + 3\text{NaOH} \rightarrow 3\text{C}{18}\text{H}{35}\text{OONa} + \text{C}{3}\text{H}_{8}\text{O}_3 ]
Где C18H35OONa – это стеарат натрия, или мыло, а C3H8O3 – глицерин.
Молярная масса тристеарата (C57H110O6) составляет: [ 57 \times 12 + 110 \times 1 + 6 \times 16 = 891 \, \text{г/моль} ]
Молярная масса стеарата натрия (C18H35OONa): [ 18 \times 12 + 35 \times 1 + 16 \times 2 + 23 = 306 \, \text{г/моль} ]
Из 1 моля тристеарата образуется 3 моля стеарата натрия, поэтому: 1 кг тристеарата даёт: [ \frac{3 \times 306}{891} \times 1000 = 1030,31 \, \text{г мыла} ]
Следовательно, 255 кг тристеарата дают: [ 255 \times 1,03031 = 262,72 \, \text{кг мыла} ]
Для омыления 1 моля тристеарата требуется 3 моля NaOH, молярная масса NaOH – 40 г/моль.
Количество моль тристеарата: [ \frac{255 \times 1000}{891} = 286,20 \, \text{моль} ]
Количество моль NaOH: [ 286,20 \times 3 = 858,60 \, \text{моль} ]
Масса NaOH: [ 858,60 \times 40 = 34\,344 \, \text{г} = 34,344 \, \text{кг} ]
С учётом 1,5-кратного избытка: [ 34,344 \times 1,5 = 51,516 \, \text{кг NaOH} ]
Поскольку у нас 30%-ный раствор NaOH, масса раствора составляет: [ \frac{51,516}{0,3} = 171,72 \, \text{кг раствора} ]
Таким образом, для омыления 300 кг технического жира необходимо 171,72 кг 30%-ного раствора едкого натра, и в результате получится примерно 262,72 кг мыла.
Для получения мыла из 300 кг технического жира (85% тристеарата) можно получить 255 кг тристеарата. Для гидролиза необходимо взять 45 кг 30%-ного раствора едкого натра.
