DWMED

Olej napędowy zawiera dodatki biokomponentów, jakimi są estry pochodzące od wyższych kwasów tłuszczowych oraz lekkich alkoholi monohydroksylowych. Związki te wchodzą w skład tzw. biodiesla, który wytwarzany jest z olejów roślinnych (na przykład rzepakowego) na drodze transestryfikacji. Proces taki polega na reakcji tłuszczu roślinnego z alkoholem, przy czym produktem jest wówczas gliceryna oraz biodiesel. Przykładem związku chemicznego powszechnie stosowanego w produkcji biodiesla jest wchodzący w skład oleju rzepakowego trójoleinian gliceryny. Związek ten poddaje się transestryfikacji dużym nadmiarem metanolu.

W reaktorze umieszczono trioleinian gliceryny oraz pewną ilość metanolu. Początkowe stężenie mniej lotnego spośród substratów wynosiło 0,75 mol∙dm^–3. W temperaturze 50 ^oC przeprowadzono reakcję chemiczną, w wyniku której uzyskano mieszaninę równowagową, w której stężenie  gliceryny wynosiło 0,65 mol∙dm^–3.

Na podstawie: H. Noureddini, D. Zhu, Kinetics of transesterification of soybean oil, Lincoln 1997.

W warunkach prowadzenia opisanej przemiany jej stała równowagi była równa 2,75.

Stosując wzory grupowe związków organicznych napisz równanie reakcji transestryfikacji, prowadzącej do powstania biodiesla na bazie metanolu. Resztę kwasu oleinowego w każdym wzorze grupowym zapisz wzorem sumarycznym.

Olej napędowy zawiera dodatki biokomponentów, jakimi są estry pochodzące od wyższych kwasów tłuszczowych oraz lekkich alkoholi monohydroksylowych. Związki te wchodzą w skład tzw. biodiesla, który wytwarzany jest z olejów roślinnych (na przykład rzepakowego) na drodze transestryfikacji. Proces taki polega na reakcji tłuszczu roślinnego z alkoholem, przy czym produktem jest wówczas gliceryna oraz biodiesel. Przykładem związku chemicznego powszechnie stosowanego w produkcji biodiesla jest wchodzący w skład oleju rzepakowego trójoleinian gliceryny. Związek ten poddaje się transestryfikacji dużym nadmiarem metanolu.

W reaktorze umieszczono trioleinian gliceryny oraz pewną ilość metanolu. Początkowe stężenie mniej lotnego spośród substratów wynosiło 0,75 mol∙dm^–3. W temperaturze 50 ^oC przeprowadzono reakcję chemiczną, w wyniku której uzyskano mieszaninę równowagową, w której stężenie  gliceryny wynosiło 0,65 mol∙dm^–3.

Na podstawie: H. Noureddini, D. Zhu, Kinetics of transesterification of soybean oil, Lincoln 1997.

W warunkach prowadzenia opisanej przemiany jej stała równowagi była równa 2,75.

Oblicz stosunek molowy, w jakim zmieszano substraty opisanego procesu produkcji biodiesla.

Olej napędowy zawiera dodatki biokomponentów, jakimi są estry pochodzące od wyższych kwasów tłuszczowych oraz lekkich alkoholi monohydroksylowych. Związki te wchodzą w skład tzw. biodiesla, który wytwarzany jest z olejów roślinnych (na przykład rzepakowego) na drodze transestryfikacji. Proces taki polega na reakcji tłuszczu roślinnego z alkoholem, przy czym produktem jest wówczas gliceryna oraz biodiesel. Przykładem związku chemicznego powszechnie stosowanego w produkcji biodiesla jest wchodzący w skład oleju rzepakowego trójoleinian gliceryny. Związek ten poddaje się transestryfikacji dużym nadmiarem metanolu.

W reaktorze umieszczono trioleinian gliceryny oraz pewną ilość metanolu. Początkowe stężenie mniej lotnego spośród substratów wynosiło 0,75 mol∙dm^–3. W temperaturze 50 ^oC przeprowadzono reakcję chemiczną, w wyniku której uzyskano mieszaninę równowagową, w której stężenie  gliceryny wynosiło 0,65 mol∙dm^–3.

Opisany proces transestryfikacji przebiega trójetapowo, a jego substraty praktycznie nie mieszają się ze sobą. Wybrane informacje na temat jego poszczególnych etapów reakcyjnych (w temperaturze 50 ^oC, pod ciśnieniem normalnym) zebrano w tabeli:

W tabeli kolejno oznaczono – TG (trójgliceryd), DG (digliceryd) oraz MG (monogliceryd).

Na podstawie: H. Noureddini, D. Zhu, Kinetics of transesterification of soybean oil, Lincoln 1997.

Rozstrzygnij, który z etapów syntezy biodiesla limituje szybkość całego procesu. Uzasadnij swoje stanowisko.

Olej napędowy zawiera dodatki biokomponentów, jakimi są estry pochodzące od wyższych kwasów tłuszczowych oraz lekkich alkoholi monohydroksylowych. Związki te wchodzą w skład tzw. biodiesla, który wytwarzany jest z olejów roślinnych (na przykład rzepakowego) na drodze transestryfikacji. Proces taki polega na reakcji tłuszczu roślinnego z alkoholem, przy czym produktem jest wówczas gliceryna oraz biodiesel. Przykładem związku chemicznego powszechnie stosowanego w produkcji biodiesla jest wchodzący w skład oleju rzepakowego trójoleinian gliceryny. Związek ten poddaje się transestryfikacji dużym nadmiarem metanolu.

W reaktorze umieszczono trioleinian gliceryny oraz pewną ilość metanolu. Początkowe stężenie mniej lotnego spośród substratów wynosiło 0,75 mol∙dm^–3. W temperaturze 50 ^oC przeprowadzono reakcję chemiczną, w wyniku której uzyskano mieszaninę równowagową, w której stężenie  gliceryny wynosiło 0,65 mol∙dm^–3.

Opisany proces transestryfikacji przebiega trójetapowo, a jego substraty praktycznie nie mieszają się ze sobą. Wybrane informacje na temat jego poszczególnych etapów reakcyjnych (w temperaturze 50 ^oC, pod ciśnieniem normalnym) zebrano w tabeli:

W tabeli kolejno oznaczono – TG (trójgliceryd), DG (digliceryd) oraz MG (monogliceryd).

Na podstawie: H. Noureddini, D. Zhu, Kinetics of transesterification of soybean oil, Lincoln 1997.

Wybierz jedną spośród wymienionych niżej czynności, w celu zwiększenia szybkości przebiegu procesu produkcji biodiesla oraz określ rzędowość reakcji biegnącej w każdym z jego etapów. Uzupełnij tabelę.

Olej napędowy zawiera dodatki biokomponentów, jakimi są estry pochodzące od wyższych kwasów tłuszczowych oraz lekkich alkoholi monohydroksylowych. Związki te wchodzą w skład tzw. biodiesla, który wytwarzany jest z olejów roślinnych (na przykład rzepakowego) na drodze transestryfikacji. Proces taki polega na reakcji tłuszczu roślinnego z alkoholem, przy czym produktem jest wówczas gliceryna oraz biodiesel. Przykładem związku chemicznego powszechnie stosowanego w produkcji biodiesla jest wchodzący w skład oleju rzepakowego trójoleinian gliceryny. Związek ten poddaje się transestryfikacji dużym nadmiarem metanolu.

W reaktorze umieszczono trioleinian gliceryny oraz pewną ilość metanolu. Początkowe stężenie mniej lotnego spośród substratów wynosiło 0,75 mol∙dm^–3. W temperaturze 50 ^oC przeprowadzono reakcję chemiczną, w wyniku której uzyskano mieszaninę równowagową, w której stężenie  gliceryny wynosiło 0,65 mol∙dm^–3.

W tabeli zebrano informacje na temat wpływu temperatury na wydajność konwersji trójoleinianu gliceryny w biodiesel. Każdy z procesów prowadzono przez 90 minut pod ciśnieniem normalnym, stosując taki sam skład ilościowy mieszaniny substratów.

Na podstawie: H. Noureddini, D. Zhu, Kinetics of transesterification of soybean oil, Lincoln 1997.

Uzupełnij zdanie. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych cyframi 1. i 2. dotyczące opisanego eksperymentu.

Nylon 66 to poliamid o szerokim zastosowaniu technicznym, m.in. w produkcji kordów do opon samochodowych. Jego strukturę przedstawia zamieszczony rysunek:

Podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie, aby powstały zdania prawdziwe.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Strukturę cząsteczki mocznika można przedstawić wzorem:

Określ stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu węgla w cząsteczce mocznika. Napisz liczbę wiązań σ oraz liczbę wiązań π w cząsteczce tego związku chemicznego.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Produktem pośrednim procesu syntezy mocznika jest sól o nazwie karbaminian amonu. Jej strukturę krystaliczną budują kationy amonowe oraz aniony karbaminianowe. Druga z wymienionych drobin różni się od anionu mrówczanowego obecnością grupy aminowej zamiast związanego z atomem węgla atomu wodoru.

Narysuj wzór elektronowy kreskowy anionu karbaminianowego, a następnie rozstrzygnij, czy wszystkie atomy budujące tę drobinę stale leżą na tej samej płaszczyźnie. Uzupełnij tabelę.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

W reaktorze umieszczono 195 g stechiometrycznej mieszaniny tlenku węgla(IV) oraz amoniaku i zainicjowano reakcję chemiczną. Ilość powstałego mocznika pozwoliła na określenie całkowitej wydajności procesu równej 94%.

Wartość standardowej entalpii opisanego procesu jest sumą efektów cieplnych reakcji chemicznych przebiegających w jego dwóch etapach.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal ile energii na sposób ciepła wydzieliło się do otoczenia w wyniku przeprowadzenia opisanego procesu. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Poniżej zamieszczono schematy profilów energetycznych dwóch procesów o takiej samej wartości standardowej entalpii ∆H. Jeden z wykresów – A lub B, przedstawia profil energetyczny procesu tworzenia mocznika z substratów jakimi są amoniak oraz tlenek węgla(IV).

Rozstrzygnij, który z rysunków może przedstawiać schemat profilu energetycznego opisanego procesu przemysłowej syntezy mocznika. Uzasadnij swój wybór.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu. Wodny roztwór mocznika o stężeniu 32,5% masowych to tzw. AdBlue – bezbarwna mieszanina, której gęstość w temperaturze 293 K wynosi 1,09 g∙cm^–3. AdBlue jest substratem procesów biegnących w układach katalitycznych nowoczesnych silników Diesla. Zamieszczony rysunek przedstawia zależność rozpuszczalności mocznika w wodzie, w zakresie temperatur 0 ^oC – 80 ^oC.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013, W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013 oraz karta charakterystyki AdBlue.

W temperaturze 20 ^oC przygotowano 141 cm³ roztworu AdBlue, do którego wprowadzono pewną ilość mocznika i ogrzano do temperatury 38 ^oC. Po dokładnym wymieszaniu zawartości naczynia uzyskano zawiesinę, w której faza stała stanowiła 2% masy.

Uzupełnij zdania. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych cyframi 1. i 2.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu. Wodny roztwór mocznika o stężeniu 32,5% masowych to tzw. AdBlue – bezbarwna mieszanina, której gęstość w temperaturze 293 K wynosi 1,09 g∙cm^–3. AdBlue jest substratem procesów biegnących w układach katalitycznych nowoczesnych silników Diesla. Zamieszczony rysunek przedstawia zależność rozpuszczalności mocznika w wodzie, w zakresie temperatur 0 ^oC – 80 ^oC.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013, W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013 oraz karta charakterystyki AdBlue.

W temperaturze 20 ^oC przygotowano 141 cm³ roztworu AdBlue, do którego wprowadzono pewną ilość mocznika i ogrzano do temperatury 38 ^oC. Po dokładnym wymieszaniu zawartości naczynia uzyskano zawiesinę, w której faza stała stanowiła 2% masy.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal stężenie mocznika (procenty masowe) w fazie ciekłej powstałej zawiesiny. Następnie oblicz, ile gramów mocznika wprowadzono do roztworu AdBlue podczas opisanego eksperymentu. Wyniki podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Powyżej pewnej temperatury mocznik ulega reakcji kondensacji, która prowadzi do powstania biuretu oraz bezbarwnego gazu o charakterystycznym, drażniącym zapachu. Stechiometryczny molowy stosunek poszczególnych reagentów wynosi wówczas odpowiednio 2:1:1. Przeprowadzono doświadczenie chemiczne podczas którego próbkę mocznika ogrzewano w otwartej probówce, u wylotu której umieszczono zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy. Schemat przebiegu tego eksperymentu ilustrują zamieszczone poniżej fotografie.

Strukturę cząsteczki biuretu można przedstawić wzorem grupowym w postaci:

Stosując wzory sumaryczne odpowiednich drobin uzupełnij zamieszczony schemat, aby przedstawiał zgodne z protonową teorią kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego równanie procesu, którego przebieg odpowiada za widoczną na fotografii zmianę barwy papierka wskaźnikowego.

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Powyżej pewnej temperatury mocznik ulega reakcji kondensacji, która prowadzi do powstania biuretu oraz bezbarwnego gazu o charakterystycznym, drażniącym zapachu. Stechiometryczny molowy stosunek poszczególnych reagentów wynosi wówczas odpowiednio 2:1:1. Przeprowadzono doświadczenie chemiczne podczas którego próbkę mocznika ogrzewano w otwartej probówce, u wylotu której umieszczono zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy. Schemat przebiegu tego eksperymentu ilustrują zamieszczone poniżej fotografie.

Strukturę cząsteczki biuretu można przedstawić wzorem grupowym w postaci:

Przeprowadzono eksperyment z udziałem ochłodzonego do temperatury otoczenia biuretu. Próbkę tej substancji wprowadzono do alkalicznej zawiesiny wodorotlenku miedzi(II) i energicznie wstrząśnięto zawartością naczynia. Zamieszczona fotografia przedstawia powstałą wówczas mieszaninę poreakcyjną.

Wskaż zaznaczając tę spośród wymienionych substancji chemicznych, która nie mogłaby zostać odróżniona od biuretu podczas opisanego eksperymentu. Uzasadnij swój wybór, odnieś się do budowy cząsteczki wybranej substancji.

Tauryna jest aminokwasem, którego jedną z możliwych struktur przedstawia rysunek:

Oceń prawdziwość zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.