63.HNO3 14.5%, H2SO4 50.5%, HNOSO4 12.5%, H2O 20.0%, nitrobody 2.5% 의 조성을 가지는 혼산을 사용하여 toluene 으로부터 mononitrotoluene 을 제조하려고 한다. 이 때 1700kg 의 toluene 을 12000kg 의 혼산으로 니트로화했다면 DVS(dehydrating value of sulfuric acid)는?

해설

DVS = 혼산 중 황산의 양 / 반응 후 혼산에 남은 물 혼산의 양은 12,000kg 인데 황산이 50.5wt% 황산 양 = 12,000 * 0.505 = 6060kg 혼산 12,000kg 중 물이 20.0wt% 물의 양 = 12,000 * 0.200 = 2400kg 톨루엔이랑 혼산 속 질산이 반응하여 니트로벤젠과 물 생성 톨루엔 + 질산 -> 니트로벤젠 + 물 질산의 양 12,000kg * 0.145 = 1,740kg 질산 1,740kg 몰 수 1,740 / 63 = 27.6kmol 톨루엔 1,700kg 몰 수 1,700 / 92 = 18.5kmol 톨루엔 + 질산 -> 니트로벤젠 + 물 반응물 생성물 모두 1몰 씩임. 물도 18.5kmol 생성 생성된 물의 양 18.5 * 18 = 333kg DVS = 혼산 중 황산의 양 / 반응 후 혼산 중 물의 양 = 6060 / (2400 + 333) = 2.217