КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Расчет материального баланса реакции
i – компонент; j – реакция; ni – количество вещества в периодических реакторах. Если процессы непрерывные, то используют мольный поток: Реакция в общем виде: υАА + υВВ → υYY + υZZ Уравнение материального баланса в общем виде.
Существует правило, что υA и υB имеет отрицательные знаки (идет расход), а υY и υZ – положительные. | υi | –? | υA | = – υA | υY | = υY Материальная запись закона, что вещества вступают в реакцию в соответствии с их стехиометрическими коэффициентами. n – полнота протекания реакции. Она всегда положительная и инвариантна относительно участников реакции. Для непрерывных процессов: – полнота протекания реакции. По этим уравнениям, зная хотя бы для одного вещества Fi, Fi0 и рассчитав полноту протекания реакции, может определить текущие концентрации других веществ, зная из начальное количество.
Обозначения: А – реагент, который является дорогостоящим или определяющим основную схему реакции. В – целевой продукт. Когда анализируется сложная реакция, то необходимо определить количество стехиометрически независимых превращений – R. Стехиометрически независимая реакция: C2H5OH C2H4 + H2O 2 C2H5OH (C2H5)2O + H2O (C2H5)2O C2H4 + C2H5OH При определении стехиометрически независимых реакций необходимо отбросить те реакции, которые получаются в результате комбинации, то есть сложения, вычитания, умножения или деления стехиометрических множителей (коэффициентов других реакций).
Третья реакция не является независимой, так как её можно получить умножением стехиометрических коэффициентов на -1 из второй реакции. Если вычесть из первой реакции вторую, что получим: C2H5OH - 2 C2H5OH → C2H4 + H2O - (C2H5)2O - H2O - C2H5OH → C2H4 - (C2H5)2O (C2H5)2O → C2H4 + C2H5OH То есть, для данной реакции R = 2. Правило: если в реакции получилось новое вещество, то оно должно быть стехиометрически независимой.
Таблица – матрица. Нахождение ранга матрицы – математическая задача. Ранг матрицы равен R. После расчета R и числа независимых реакций, необходимо найти ключевые вещества. Ключевое вещество должно удовлетворять требованиям: 1. В каждой независимой реакции должно участвовать хотя бы одно ключевое вещество. В тоже время ключевое вещество, желательно, должно участвовать в одном или минимальном количестве уравнений. 2. Ключевые вещества должны легко определяться экспериментально. 3. Ключевое вещество должно участвовать только в одной реакции или в минимальном числе реакций. 4. Должно легко аналитически определяться. Уравнение молярного баланса: Для непрерывного процесса: и По всем реакциям: В итоге получаем:
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 616; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |