Tính Thể Tích HNO3 67.5% Cần Thiết Cho Phản Ứng Xenlulozo Trinitrat

Bài viết này tập trung vào việc tính toán thể tích HNO3 67.5% cần thiết để phản ứng với xenlulozo, tạo thành xenlulozo trinitrat, một hợp chất quan trọng trong sản xuất thuốc súng không khói và các ứng dụng công nghiệp khác. Chúng ta sẽ xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến lượng HNO3 cần dùng, bao gồm nồng độ dung dịch, khối lượng riêng và hao hụt trong quá trình phản ứng.

Để xác định chính xác lượng HNO3 67.5% cần thiết, cần phải tính đến hiệu suất phản ứng và lượng axit bị hao hụt. Việc này đặc biệt quan trọng trong các quy trình sản xuất công nghiệp, nơi mà việc tối ưu hóa chi phí và hiệu quả là yếu tố then chốt.

Phương trình phản ứng giữa xenlulozo và axit nitric tạo ra xenlulozo trinitrat được biểu diễn như sau:

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O

Trong đó, xenlulozo tác dụng với axit nitric (HNO3) để tạo thành xenlulozo trinitrat và nước.

Phản ứng tạo xenlulozo trinitrat từ xenlulozo và HNO3

Xenlulozo trinitrat là một este của xenlulozo với axit nitric. Quá trình tạo este này cần điều kiện phản ứng thích hợp để đạt hiệu suất cao. Việc kiểm soát nhiệt độ và nồng độ axit là rất quan trọng để tránh các phản ứng phụ không mong muốn.

Giả sử chúng ta cần tạo ra 89,1 kg xenlulozo trinitrat. Để tính toán lượng thể tích HNO3 67.5% cần thiết, ta cần xem xét lượng HNO3 hao hụt trong quá trình phản ứng. Nếu lượng HNO3 hao hụt là 20%, điều này có nghĩa là chỉ có 80% lượng HNO3 ban đầu thực sự tham gia vào phản ứng.

Công thức tính toán thể tích dung dịch HNO3 67.5% cần dùng như sau:

1. Tính khối lượng HNO3 nguyên chất cần thiết dựa trên khối lượng xenlulozo trinitrat cần tạo thành.
2. Tính khối lượng HNO3 cần dùng, có tính đến hao hụt 20%.
3. Tính thể tích dung dịch HNO3 67.5% cần dùng, biết khối lượng riêng của dung dịch là 1,5 g/ml.

Ví dụ, nếu tính toán cho thấy cần x kg HNO3 nguyên chất, và lượng hao hụt là 20%, thì lượng HNO3 thực tế cần dùng là x / 0.8 kg. Sau đó, để tính thể tích dung dịch HNO3 67.5% cần dùng, ta sử dụng công thức:

Thể tích = (Khối lượng HNO3 thực tế / 0.675) / Khối lượng riêng

Trong đó:

• Khối lượng HNO3 thực tế được tính bằng kg.
• 0.675 là nồng độ của dung dịch HNO3 (67.5%).
• Khối lượng riêng là 1,5 g/ml (cần chuyển đổi đơn vị nếu khối lượng HNO3 tính bằng kg).

Việc hiểu rõ cách tính toán thể tích HNO3 67.5% cần thiết là rất quan trọng trong quá trình sản xuất xenlulozo trinitrat, giúp đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình thực hiện.