Benzoic acid là một chất phụ gia được dùng để bảo quản thực phẩm. Để điều chế benzoic acid từ toluene, người ta khuấy và đun sôi toluene với lượng dư dung dịch potassium permanganate trong bình cầu có lắp ống sinh hàn. Sau khi kết thúc phản ứng, vừa lắc vừa thêm từng lượng nhỏ oxalic acid đến khi mất màu tím; lọc bỏ chất rắn, cô đặc phần dung dịch lọc rồi acid hoá bằng hydrochloric acid. Lọc lấy chất rắn, kết tinh lại bằng nước để có sản phẩm sạch. Cho biết mục đích của các thao tác thực nghiệm (ghi chữ đậm) trong quy trình trên. Nếu hiệu suất của quá trình tổng hợp là 80% thì cần bao nhiêu kg toluene để điều chế được 5 kg benzoic acid?
Phản ứng sản xuất benzoic acid:
Mục đích của các thao tác:
Khuấy và đun sôi toluene: tăng hiệu suất phản ứng
Lọc bỏ chất rắn, cô đặc: lọc bỏ MnO 2 để loại bỏ tạp chất thu được dung dịch tinh khiết
Lọc lấy chất rắn, kết tinh: loại bỏ H 2 O trong dung dịch thu được benzoic acid
Theo sơ đồ phản ứng: n C6H5COOH = \(\frac{5}{{122}}\)k.mol
Vì hiệu suất phản ứng là 80% => khối lượng toluene cần dùng là: \(\frac{5}{{122}}.92:80\% = 4,7kg\)