Préparation d’un mélange sulfonitrique
On veut préparer un mélange sulfonitrique pour la mononitration du chlorobenzène dont la composition massique est: H2SO4 58%, HNO3 27%, H2O 15%.
Pour cela on utilise un acide résiduaire de composition H2SO4 70%, HNO3 6%, H2O 24%, que l’on renforce par de l’acide sulfurique concentré à 93% et de l’acide nitrique concentré à 95%.
Déterminer les quantités respectives d’acide résiduaire, d’acide sulfurique et d’acide nitrique à employer pour obtenir 1000 kg de mélange sulfonitrique.
Réponse
Réponse
acide résiduaire: 500.3 kg, acide sulfurique à 93% 247.1 kg, acide nitrique à 95% 252.6 kg.
Correction
Correction
Soit mres, mH2SO4 et mHNO3 les masses d'acide résiduaire, d'acide sulfurique à 93% et d'acide nitrique à 95% à employer pour préparer les 1000 kg de mélange sulfonitrique.
Les équations de bilan global et sur H2SO4, HNO3, et l'eau s'écrivent:
- (1) 1000=mres+mH2SO4+mHNO3
- (2) 0.58×1000=0.70×mres+0.93×mH2SO4+0.00×mHNO3
- (3) 0.27×1000=0.06×mres+0.00×mH2SO4+0.95×mHNO3
- (4) 0.15×1000=0.24×mres+0.07×mH2SO4+0.05×mHNO3
L'équation (2) donne mH2SO4=(580-0.7×mres)/0.93
L'équation (3) donne mHNO3=(270-0.06×mres)/0.95
En remplacant les expressions de mH2SO4 et mHNO3 dans (1) on obtient:
- 1000 = mres+580/0.93-0.7×mres/0.93+270/0.95-0.06×mres/0.95
- soit mres = (1000-580/0.93-270/0.95)/(1-0.7/0.93-0.06/0.95)=530.3 kg
- On en tire mH2SO4=(580-0.7×530.3)/0.93=247.1 kg
- et mHNO3=(270-0.06×530.3)/0.95=252.6 kg
