(Originais Teachy 2024) - Pregunta Medio de Química

Durante un laboratorio de química, un grupo de estudiantes del 3er año de secundaria decide investigar las propiedades y la reactividad del benceno, un compuesto clave en la química orgánica debido a su estructura de anillo aromático. El benceno es significativamente estable y se sabe que participa en reacciones de sustitución, como la nitroación, que es una reacción importante en la producción de compuestos químicos industriales, como los nitrocompuestos. Al planificar el experimento, los estudiantes consideran que la reacción de nitroación del benceno requiere el uso de ácido nítrico y ácido sulfúrico como agentes nitrantes. También observan que, durante la reacción, el benceno se convierte en nitrobenceno y que el equilibrio reactivo es esencial para obtener selectivamente el producto deseado. Considerando el equilibrio de la reacción de nitroación del benceno y aplicando conocimientos de termoquímica y cinética química, los estudiantes deben analizar el efecto de cambios en las condiciones reaccionales, como la temperatura y la concentración de reactivos, sobre el rendimiento y la velocidad de formación del nitrobenceno. Con base en sus conocimientos, ¿cuál sería la orientación que darías a los estudiantes con respecto a esas variables para maximizar la formación del producto y, al mismo tiempo, considerando la seguridad del procedimiento a escala de laboratorio?