Trong một nghiên cứu gần đây về phản ứng tổng hợp aniline (t° sôi = 184°C) từ nitrobenzene (t° sôi = 211°C), các nhà khoa học đã tiến hành sử dụng chất thải giàu sắt từ bụi lò điện, sản phẩm

12/28

Trong một nghiên cứu gần đây về phản ứng tổng hợp aniline (t° sôi = 184°C) từ nitrobenzene (t° sôi = 211°C), các nhà khoa học đã tiến hành sử dụng chất thải giàu sắt từ bụi lò điện, sản phẩm phụ của quá trình sản xuất thép. Bụi lò điện (chủ yếu chứa các loại iron oxide) đầu tiên được cho phản ứng với khí H₂ ở 500°C để thu được hỗn hợp chứa khoảng 56% Fe về khối lượng gọi là EAFD500. Sau đó người ta tiến hành cho 3,5mL dung dịch nitrobenzene 0,510 mmol/L phản ứng với 30 mg EAFD500 ở 25°C và pH ≈ 5. Sau 60 phút, nồng độ của nitrobenzene trong dung dịch còn lại 0,071 mmol/L (coi thể tích dung dịch không đổi). Nồng độ của aniline có trong dung dịch sau 60 phút đạt 0,018 mmol/L. Chọn nhận xét đúng trong các nhận xét sau:

Có thể tách aniline ra khỏi hỗn hợp sau phản ứng bằng phương pháp chưng cất thường.

Hiệu suất của phản ứng sau 60 phút là khoảng 86%.

Tốc độ trung bình của nitrobenzene trong phản ứng trên là 3.10^-4 mmol/L.phút.

Nitrobenzene đóng vai trò chất khử trong phản ứng với EAFD500.

Giải thích

Đáp án đúng là

A. Sai, aniline có nồng độ quá nhỏ nên không thể chưng cất. Phương pháp chưng cất thường chỉ hiệu quả khi hỗn hợp có hàm lượng chất cần tách đủ lớn. Ở nồng độ này, người ta thường dùng phương pháp chiết hoặc sắc ký để thu hồi sản phẩm.

B. Sai, hiệu suất phản ứng tạo aniline chỉ đạt 0,018/0,51 = 3,53%

Mặc dù C₆H₅NO₂ tiêu hao lớn (0,510 – 0,071 = 0,439) nhưng chỉ thu được 0,018 mmol/L C₆H₅NH₂ do phản ứng diễn ra qua nhiều giai đoạn và C₆H₅NO₂ còn đang nằm trong các giai đoạn trung gian, chưa đến đích là aniline.

C. Sai, tốc độ tiêu hao của C₆H₅NO₂ là 0,439/60 = 7,32.10^-3 mmol/L.phút.

D. Sai, nitrobenzene bị khử thành aniline nên nitrobenzene đóng vai trò là chất oxy hóa.