Fazer o fluxograma e a reação de obtenção do nitrobenzeno, de acordo com o descrito a seguir:
  • Mistura nitrante: Benzeno => 32 a 39 % HNO3, 53 a 60 % H2 SO4 e 8 % H2 O
    Processo contínuo e batelada

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me pediu para te ajudar a elaborar o fluxograma e a reação para obter nitrobenzeno. Isso envolve química orgânica, mais especificamente uma reação de nitratação. Vamos precisar entender como o benzeno reage com uma mistura nitrante composta por ácido nítrico ( HNO3), ácido sulfúrico ( H2SO4) e água ( H2O). Vamos por etapas para deixar tudo claro!

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a nitratação. É uma reação que introduz um grupo nitro ( NO2) na molécula do benzeno. Para isso, usamos uma mistura nitrante. No seu caso, a mistura é composta por:
  • 32 a 39% de HNO3
  • 53 a 60% de H2SO4
  • 8% de H2O
O ácido sulfúrico atua como um catalisador, ajudando a gerar o íon nitronium ( NO2^+), que é o verdadeiro agente nitrante na reação.

Passo 3

Agora, vamos escrever a equação química da reação. O benzeno ( C6H6) reage com o ácido nítrico na presença do ácido sulfúrico para formar nitrobenzeno ( C6H5NO2) e água ( H2O). A equação fica assim:
C6H6 + HNO3 xrightarrowH2SO4 C6H5NO2 + H2O

Passo 4

Vamos detalhar o papel de cada componente da mistura nitrante:
  • Ácido Nítrico ( HNO3): Fornece o grupo nitro ( NO2).
  • Ácido Sulfúrico ( H2SO4): Atua como agente desidratante, removendo a água formada na reação, o que favorece a formação do íon nitronium ( NO2^+).
  • Água ( H2O): Presente para ajustar a concentração da mistura e controlar a velocidade da reação.

Passo 5

Agora, pensando no fluxograma do processo contínuo e batelada, vamos descrever as etapas principais:
  1. Preparação da Mistura Nitrante:
    • Mistura dos ácidos HNO3 e H2SO4 nas proporções indicadas.
  2. Nitratação do Benzeno:
    • Introdução do benzeno na mistura nitrante.
    • Reação ocorre formando nitrobenzeno e água.
  3. Separação dos Produtos:
    • Separação do nitrobenzeno da água e dos ácidos não reagidos.
  4. Reciclagem dos Ácidos:
    • Os ácidos H2SO4 podem ser reciclados para novas reações, tornando o processo mais eficiente.
Esse é um processo em batelada quando feito em lotes separados ou contínuo se os reagentes são alimentados continuamente no sistema.

Passo 6

Para finalizar, o fluxograma representaria cada uma dessas etapas em caixas ligadas por setas, mostrando o fluxo de materiais e as transformações químicas envolvidas.

Resposta

A reação de obtenção do nitrobenzeno é:
C6H6 + HNO3 xrightarrowH2SO4 C6H5NO2 + H2O

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