Biodiesel (diesel sinh học) là hỗn hợp các methyl ester của acid béo. Có thể

Câu hỏi số 791508:

Vận dụng

Biodiesel (diesel sinh học) là hỗn hợp các methyl ester của acid béo. Có thể chuyển hoá dầu thực vật, mỡ động vật [công thức tổng quát (C_xH_yCOO)₃C₃H₅] thành dầu biodiesel bằng phản ứng với lượng dư methanol, có mặt xúc tác KOH hoặc NaOH. Ngoài biodiesel còn có một sản phẩm Z tan trong nước.

(a) Viết phương trình phản ứng điều chế biodiesel theo công thức tổng quát.

(b) Nêu cách đơn giản nhất để tinh chế biodiesel từ quá trình điều chế trên.

Từ bảng số liệu trên hãy tính giá trị trung bình x và y. Giá trị trung bình được tính bằng cách lấy tổng của tích giữa số nguyên tử với số mol rồi sau đó chia cho tổng số mol. Trình bày 2 chữ số thập phân cho giá trị trung bình.

(d) Viết phương trình phản ứng cháy của biodiesel (C_xH_yCOOCH₃) trong lượng dư oxygen. Để đốt cháy hoàn toàn 1 lít biodiesel (khối lượng riêng 0,880 kg/lít, có thành phần như trong câu (c)). Tính thể tích không khí (m³) tối thiểu cần sử dụng (oxygen chiếm 21% thể tích không khí) và thể tích CO₂ (m³) tạo thành ở điều kiện 1 bar và 25 °C.

(e) Petrodiesel có nguồn gốc từ dầu khí, có thành phần gồm 75% hydrocarbon no (gồm mạch thẳng, nhánh và vòng) và 25% hydrocarbon thơm (naphthalene và alkylbenzene). Petrodiesel có công thức phân tử trung bình là C₁₃H₂₄ và chứa hỗn hợp hydrocarbon từ C₈đến C₁₉ có nhiệt độ sôi 175-375 °C. Viết phương trình phản ứng cháy của petrodiesel theocông thức phân tử trung bình.

(g) Để đốt cháy hoàn toàn 1 lít petrodiesel (khối lượng riêng 0,835 kg/lít, có công thức phân tử trung bình là C₁₃H₂₄), tính thể tích không khí (m³) tối thiểu cần sử dụng (oxygen chiếm 21% thể tích không khí) và thể tích CO₂ (m³) tạo thành ở điều kiện 1 bar và 25 °C.

(h) Khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít biodiesel thu được 34,6 MJ (megaJoule) nhiệt lượng so với 1 lít petrodiesel tạo thành 37,9 MJ. Hệ số phát thải của nhiên liệu là tỷ số của khối lượng CO₂ tạo thành (g) trên lượng nhiệt tạo thành khi cháy (MJ). Tính hệ số phát thải của biodiesel và của petrodiesel.

(i) Trình bày ưu và nhược điểm khi sử dụng biodiesel thay cho petrodiesel.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:791508

Phương pháp giải

a) Phân tích dữ liệu đề bài

b) Tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ.

c) Từ dữ liệu đề bài, xác định công thức tính x, y

d) Tính theo PTHH

e) Viết PTHH

g) Tính theo PTHH

e) Phân tích dữ liệu đề bài

I) Ưu nhược điểm khi sử dụng biodiesel thay cho petrodiesel.

Giải chi tiết

(C_xH_yCOO)₃C₃H₅ + 3CH₃OH $\overset{KOH/NaOH}{\rightleftharpoons}$3C_xH_yCOOCH₃ + C₃H₅(OH)₃

Phương pháp để tinh chế biodiesel từ quá trình điều chế trên là phương pháp chiết.

n_C15H31COOCH3 = 14/270 = 7/135 (mol)

n_C17H33COOCH3 = 23/296 (mol)

n_C17H31COOCH3 = 51/294 = 17/98 (mol)

n_C17H29COOCH3 = 12/292 = 3/73 (mol)

x = $\dfrac{\dfrac{7}{135}.15 + \dfrac{23}{296}.17 + \dfrac{17}{98}.17 + \dfrac{3}{73}.17}{\dfrac{7}{135} + \dfrac{23}{296} + \dfrac{17}{98} + \dfrac{3}{73}} = 16,70$

y = $\dfrac{\dfrac{7}{135}.31 + \dfrac{23}{296}.33 + \dfrac{17}{98}.31 + \dfrac{3}{73}.29}{\dfrac{7}{135} + \dfrac{23}{296}. + \dfrac{17}{98} + \dfrac{3}{73}} = 31,21$

C_xH_yCOOCH₃ + ($x + \dfrac{y}{4} + \dfrac{7}{4}$)O₂ $\xrightarrow{{{t^0}}}$ (x + 2)CO₂ + $\dfrac{y + 3}{2}$H₂O

m_biodiesel = 1.0,880 = 0,88 (kg)

⟹ n_biodiesel = 0,88/(12.16,7 + 31,21 + 44 + 15) = 0,88/290,61 = 3,03.10^-3 (kmol)

⟹ n_O2 = 26,25.n_biodiesel = 0,08 (kmol)

⟹ V_{không khí} = 0,08.24,79/0,21 = 9,39 (m³)

n_CO2 = 18,7n_biodiesel = 0,056 (kmol)

⟹ V_CO2 = 0,056.24,79 = 1,4 (m³)

C₁₃H₂₄ + 19O₂ $\xrightarrow{{{t^0}}}$ 13CO₂ + 12H₂O

m_petrodiesel= 0,835.1 = 0,835 (kg)

⟹ m_petrodiesel= 0,835/180 = 4,64.10^-3 (kmol)

⟹ V_kk = 4,64.10^-3.19.24,79/0,21 = 10,4 (m³)

V_CO2 = 13.4,64.10^-3.24,79 = 1,5 (m³)

Hệ số phát thải của biodiesel = $\dfrac{0,08.1000.44}{34,6} = 101,7$

Hệ số phát thải của petrodiesel $\dfrac{0,06.1000.44}{37,9} = 70$

i) Ưu, nhược điểm khi sử dụng biodiesel thay cho petrodiesel.

- Nguyên liệu sản xuất petrodiesel có nguồn từ dầu khí (nguồn nguyên liệu không thể tái tạo). Trong khi đó, biodiesel được sản xuất từ dầu thực vật, mỡ động vật, dầu ăn thải → Giúp giảm phụ thuộc vào dầu mỏ, tài nguyên không tái tạo.

- Nhược điểm: tỉ số phát thải cao, nhiệt toả ra ít hơn.

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.