معامل القياس الكيميائي. تحديد معاملات القياس المتكافئ في معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال. مخطط الحساب حسب معادلات التفاعلات الكيميائية

عند وضع معادلة لتفاعل الأكسدة والاختزال (ORR) ، من الضروري تحديد عامل الاختزال وعامل الأكسدة وعدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة. يتم اختيار معاملات القياس المتكافئ OVR باستخدام إما طريقة توازن الإلكترون أو طريقة توازن الإلكترون أيون (تسمى هذه الأخيرة أيضًا طريقة نصف التفاعل). لنلق نظرة على بعض الأمثلة. كمثال على تجميع معادلات OVR واختيار معاملات القياس المتكافئ ، نقوم بتحليل عملية أكسدة الحديد (II) ثاني كبريتيد (البيريت) بحمض النيتريك المركز: أولاً ، نحدد نواتج التفاعل الممكنة. حمض النيتريك هو عامل مؤكسد قوي ، لذلك يمكن أكسدة أيون الكبريتيد إما إلى أقصى حالة أكسدة S (H2S04) أو إلى S (SO2) ، و Fe إلى Fe ، بينما يمكن تقليل HN03 إلى N0 أو N02 (مجموعة من يتم تحديد منتجات محددة تركيزات الكواشف ودرجة الحرارة وما إلى ذلك). دعنا نختار الخيار المحتمل التالي: سيكون H20 على الجانب الأيسر أو الأيمن من المعادلة ، لا نعرف حتى الآن. هناك طريقتان رئيسيتان لاختيار المعاملات. دعونا أولاً نطبق طريقة توازن الإلكترون أيون. يكمن جوهر هذه الطريقة في عبارتين بسيطتين ومهمتين للغاية. أولاً ، تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار انتقال الإلكترونات من جسيم إلى آخر ، مع مراعاة طبيعة الوسط (الحمضي أو القلوي أو المحايد). ثانيًا ، عند تجميع معادلة توازن أيون الإلكترون ، يتم فقط تسجيل تلك الجسيمات الموجودة بالفعل خلال مسار إجمالي معين - يتم تسجيل الكاتيونات الموجودة بالفعل فقط في شكل أيونات ؛ المواد التي لا ترتبط بشكل جيد أو غير قابلة للذوبان أو متحررة في شكل غاز مكتوبة في شكل جزيئي. عند تجميع معادلة عمليات الأكسدة والاختزال ، لموازنة عدد ذرات الهيدروجين والأكسجين ، يُدخل المرء (اعتمادًا على الوسط) إما جزيئات الماء وأيونات الهيدروجين (إذا كان الوسط حمضيًا) ، أو جزيئات الماء وأيونات الهيدروكسيد (إذا كان الوسط قلويًا). لننظر في حالتنا إلى تفاعل نصف الأكسدة. يتم تحويل جزيئات FeS2 (مادة ضعيفة الذوبان) إلى أيونات Fe3 + (نترات الحديد (II) تتفكك تمامًا إلى أيونات) وأيونات الكبريتات S042 "(تفكك H2SO4): ضع في اعتبارك الآن رد فعل نصف الاختزال لأيون النترات: لتحقيق التعادل الأكسجين ، أضف 2 إلى جزيئات الماء في الجانب الأيمن ، وإلى اليسار - 4 H + أيونات: لموازنة الشحنة إلى الجانب الأيسر (الشحنة +3) ، أضف 3 إلكترونات: أخيرًا ، لدينا: تقليل كلا الجزأين بمقدار 16 ساعة + و 8 H20 ، نحصل على المعادلة الأيونية النهائية المخفضة لتفاعل الأكسدة والاختزال: بإضافة العدد المقابل من NOJ nH + أيونات إلى جانبي المعادلة ، نجد معادلة التفاعل الجزيئي: يرجى ملاحظة أنه لتحديد عدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة ، لم يكن علينا أبدًا تحديد حالة أكسدة العناصر. بالإضافة إلى ذلك ، أخذنا في الاعتبار تأثير البيئة وقررنا "تلقائيًا" أن H20 على الجانب الأيمن من المعادلة. لا شك أن هذه الطريقة لها معنى كيميائي عظيم. طريقة التوازن التجريبية. إن جوهر طريقة إيجاد معاملات القياس المتكافئ في معادلات إجمالي القيمة هو التحديد الإجباري لحالات الأكسدة لذرات العناصر المشاركة في الإجمالي. باستخدام هذا النهج ، قمنا مرة أخرى بمساواة التفاعل (11.1) (أعلاه طبقنا طريقة نصف ردود الفعل على هذا التفاعل). يتم وصف عملية الاختزال ببساطة: من الصعب وضع مخطط للأكسدة ، حيث يتأكسد عنصرين في وقت واحد - Fe و S. يمكنك تعيين حالة أكسدة للحديد +2 ، والكبريت - 1 ومراعاة ذلك هناك ذرتان من S لكل ذرة حديد: يمكنك ، مع ذلك ، الاستغناء عن تحديد حالات الأكسدة وكتابة مخطط يشبه المخطط (11.2): الجانب الأيمن به شحنة +15 ، والجانب الأيسر له شحنة 0 ، لذلك يجب أن يتخلى FeS2 عن 15 إلكترونًا. نكتب التوازن الكلي: ما زلنا بحاجة إلى "اكتشاف" معادلة التوازن الناتجة - توضح أن 5 جزيئات HN03 تستخدم لأكسدة FeS2 و 3 جزيئات HNO أخرى مطلوبة لتكوين Fe (N03) j: لمعادلة الهيدروجين و الأكسجين ، إلى الجزء الأيمن تحتاج إلى إضافة جزيئين من H20: طريقة توازن الإلكترون أيون أكثر تنوعًا من طريقة توازن الإلكترون ولها ميزة لا يمكن إنكارها في اختيار المعاملات في العديد من OTS ، على وجه الخصوص ، بمشاركة المركبات العضوية ، حيث يكون إجراء تحديد حالات الأكسدة معقدًا للغاية. - لنأخذ ، على سبيل المثال ، عملية أكسدة الإيثيلين ، والتي تحدث عندما يتم تمريرها من خلال محلول مائي من برمنجنات البوتاسيوم. نتيجة لذلك ، يتأكسد الإيثيلين إلى إيثيلين جلايكول HO - CH2 - CH2 - OH ، ويتم تقليل البرمنجنات إلى أكسيد المنغنيز (TV) ، بالإضافة إلى ذلك ، كما هو واضح من معادلة التوازن النهائية ، يتشكل هيدروكسيد البوتاسيوم أيضًا على اليمين : بعد إجراء التخفيضات اللازمة لمثل هذه المصطلحات ، نكتب المعادلة في الشكل الجزيئي النهائي * تأثير الوسيط على طبيعة التدفق الإجمالي. توضح الأمثلة (11.1) - (11.4) بوضوح "تقنية" استخدام طريقة توازن الإلكترون أيون في حالة تدفق OVR في وسط حمضي أو قلوي. تؤثر طبيعة البيئة! على مسار إجمالي أو آخر ؛ من أجل "الشعور" بهذا التأثير ، دعونا نفكر في سلوك عامل مؤكسد واحد (KMnO4) في بيئات مختلفة. ، يتعافى حتى Mn + 4 (Mn0j) ، والأدنى - في قوة الأخير ، حيث ارتفعت Shaiyaaapsya إلى (mvnganat-nOn Mn042 "). هذا يفسر كالتالي. تشكل أحماض خط التفكك أيونات الهيدروكسيد ffjO + ، والتي تستقطب بقوة 4 "أيونات MoOH تضعف روابط المنغنيز بالأكسجين (وبالتالي تعزيز عمل عامل الاختزال) .. في وسط متعادل ، يكون التأثير الاستقطابي لجزيئات الماء بشكل ملحوظ c-aafep.> "MnO الأيونات ؛ أقل استقطابًا. في وسط قلوي قوي ، تعمل أيونات الهيدروكسيد على تقوية رابطة Mn-O ، ونتيجة لذلك تنخفض فعالية عامل الاختزال ويقبل MnO ^ إلكترونًا واحدًا فقط. مثال على سلوك برمنجنات البوتاسيوم في وسط متعادل يمثله التفاعل (11.4). دعونا أيضًا نعطي مثالًا واحدًا على التفاعلات التي تنطوي على KMnOA في الوسائط الحمضية والقلوية

الذي يدرس العلاقات الكمية بين المواد التي دخلت في التفاعل وتشكلت خلاله (من اليونانية الأخرى "stechion" - "التركيب الأولي" ، "meitren" - "أنا أقيس").

يعتبر القياس الكيميائي هو الأهم بالنسبة لحسابات المواد والطاقة ، والتي بدونها يستحيل تنظيم أي إنتاج كيميائي. قياس العناصر الكيميائيةيسمح لك بحساب كمية المواد الخام اللازمة لإنتاج معين ، مع مراعاة الأداء المطلوب والخسائر المحتملة. لا يمكن فتح أي مؤسسة بدون حسابات أولية.

القليل من التاريخ

كلمة "قياس العناصر الكيميائية" ذاتها هي اختراع للكيميائي الألماني جيريمي بنجامين ريختر ، اقترحه في كتابه ، حيث تم وصف فكرة إمكانية الحسابات باستخدام المعادلات الكيميائية لأول مرة. في وقت لاحق ، تلقت أفكار ريختر تبريرًا نظريًا مع اكتشاف قوانين Avogadro (1811) ، و Gay-Lussac (1802) ، وقانون ثبات التكوين (JL Proust ، 1808) ، والنسب المتعددة (J.Dalton ، 1803) ، و تطوير النظرية الذرية والجزيئية. تسمى هذه القوانين ، وكذلك قانون المكافئات ، الذي صاغه ريختر نفسه ، بقوانين قياس العناصر المتكافئة.

يتم استخدام مفهوم "قياس العناصر المتفاعلة" فيما يتعلق بكل من المواد و تفاعلات كيميائية.

المعادلات المتكافئة

التفاعلات Stoichiometric - التفاعلات التي تتفاعل فيها المواد الأولية بنسب معينة ، وتتوافق كمية المنتجات مع الحسابات النظرية.

المعادلات المتكافئة هي معادلات تصف التفاعلات المتكافئة.

المعادلات المتكافئة) تظهر العلاقات الكمية بين جميع المشاركين في التفاعل ، معبراً عنها في الشامات.

معظم التفاعلات غير العضوية هي قياس العناصر المتكافئة. على سبيل المثال ، ثلاث تفاعلات متتالية لإنتاج حمض الكبريتيك من الكبريت هي متكافئة.

S + O 2 → SO 2

SO 2 + ½O 2 → SO 3

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4

يمكن للحسابات باستخدام معادلات التفاعل هذه تحديد مقدار ما يجب تناوله من كل مادة من أجل الحصول على كمية معينة من حمض الكبريتيك.

معظم التفاعلات العضوية غير متكافئة. على سبيل المثال ، تبدو معادلة التفاعل لتكسير الإيثان كما يلي:

ج 2 س 6 ← ج 2 س 4 + ح 2.

ومع ذلك ، في الواقع ، أثناء التفاعل ، سيتم دائمًا الحصول على كميات مختلفة من المنتجات الثانوية - الأسيتيلين والميثان وغيرها ، والتي لا يمكن حسابها نظريًا. بعض التفاعلات غير العضوية تتحدى الحسابات أيضًا. على سبيل المثال ، نترات الأمونيوم:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.

إنه يسير في عدة اتجاهات ، لذلك من المستحيل تحديد كمية مادة البداية التي يجب أخذها من أجل الحصول على كمية معينة من أكسيد النيتريك (I).

القياس الكيميائي هو الأساس النظري للإنتاج الكيميائي

يجب أن تكون جميع التفاعلات المستخدمة في الإنتاج أو في الإنتاج متكافئة ، أي تخضع لحسابات دقيقة. هل سيكون المصنع أو المصنع مربحًا؟ يسمح لك قياس العناصر الكيميائية بمعرفة ذلك.

على أساس المعادلات المتكافئة ، يتم إجراء توازن نظري. من الضروري تحديد مقدار المواد الأولية المطلوبة للحصول على الكمية المطلوبة من المنتج محل الاهتمام. علاوة على ذلك ، يتم إجراء تجارب تشغيلية ، والتي ستوضح الاستهلاك الحقيقي لمواد البداية وعائد المنتجات. يسمح لك الفرق بين الحسابات النظرية والبيانات العملية بتحسين الإنتاج وتقييم الكفاءة الاقتصادية المستقبلية للمؤسسة. تتيح الحسابات المتكافئة أيضًا إمكانية تجميع توازن الحرارة للعملية من أجل اختيار المعدات ، وتحديد كتل المنتجات الثانوية التي يجب إزالتها ، وما إلى ذلك.

المواد المتكافئة

وفقًا لقانون ثبات التكوين الذي اقترحه ج. بروست ، أي مادة كيميائية لها تركيبة ثابتة ، بغض النظر عن طريقة التحضير. هذا يعني أنه ، على سبيل المثال ، في جزيء حمض الكبريتيك H 2 SO 4 ، بغض النظر عن الطريقة التي تم بها الحصول عليه ، سيكون هناك دائمًا ذرة كبريت واحدة وأربع ذرات أكسجين لكل ذرتين من الهيدروجين. جميع المواد التي لها بنية جزيئية متكافئة.

ومع ذلك ، فإن المواد منتشرة بطبيعتها ، وقد يختلف تكوينها اعتمادًا على طريقة التحضير أو مصدر المنشأ. الغالبية العظمى منهم مواد بلورية. يمكن للمرء أن يقول أنه بالنسبة للمواد الصلبة ، فإن القياس المتكافئ هو الاستثناء وليس القاعدة.

على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك تكوين كربيد وأكسيد التيتانيوم المدروس جيدًا. في أكسيد التيتانيوم TiO x X = 0.7-1.3 ، أي من 0.7 إلى 1.3 ذرة أكسجين لكل ذرة تيتانيوم ، في كربيد TiC x X = 0.6-1.0.

غير متوازنة المواد الصلبةيتم تفسيره من خلال عيب خلالي في عقد الشبكة البلورية أو ، على العكس من ذلك ، من خلال ظهور شواغر في العقد. وتشمل هذه المواد الأكاسيد ، ومبيدات السيليكون ، والبوريدات ، والكربيدات ، والفوسفيدات ، والنتريد وغيرها. مواد غير عضوية، وكذلك عالية الجزيئية العضوية.

وعلى الرغم من أن الدليل على وجود مركبات ذات تركيبة متغيرة لم يتم تقديمه إلا في بداية القرن العشرين بواسطة I.S Kurnakov ، غالبًا ما يطلق على هذه المواد اسم berthollides باسم العالم K.L. Berthollet ، الذي اقترح أن يتغير تكوين أي مادة.

تستند جميع النسب الكمية في حساب العمليات الكيميائية على القياس المتكافئ للتفاعلات. من الأنسب التعبير عن كمية مادة ما في مثل هذه الحسابات بالمولات أو الوحدات المشتقة (كمول ، مليمول ، إلخ). الخلد هو أحد وحدات النظام الدولي الأساسية. يتوافق مول واحد من أي مادة مع كميته ، مساويًا عدديًا للوزن الجزيئي. لذلك ، يجب اعتبار الوزن الجزيئي في هذه الحالة كقيمة أبعاد بالوحدات: g / mol ، kg / kmol ، kg / mol. لذلك ، على سبيل المثال ، الوزن الجزيئي للنيتروجين هو 28 جم / مول ، 28 كجم / كمول ، ولكن 0.028 كجم / مول.

ترتبط الكميات الكتلية والمولية لمادة ما بعلاقات معروفة

N A \ u003d m A / M A ؛ م أ = ن أ م أ ،

حيث N A هي كمية المكون A ، مول ؛ م ا كتلة هذا المكون ، كجم ؛

M A - الوزن الجزيئي للمكون A ، كجم / مول.

في العمليات المستمرة ، يمكن التعبير عن تدفق المادة أ بواسطة مولها-

الكمية لكل وحدة زمنية

حيث W A هو التدفق المولي للمكون A ، مول / ث ؛ τ - الوقت ، s.

لرد فعل بسيط يستمر تقريبًا بشكل لا رجوع فيه ، وعادة ما يكون متكافئًا

يتم كتابة معادلة ريك في النموذج

ت أ أ + ت ب ب = ت ر ر + ت س س.

ومع ذلك ، فمن الأنسب كتابة المعادلة المتكافئة في شكل معادلة جبرية

ثالثًا ، بافتراض أن المعاملات المتكافئة للمتفاعلات سالبة ، وأن نواتج التفاعل إيجابية:

ثم لكل رد فعل بسيط يمكننا كتابة المعادلات التالية:

يشير الفهرس "0" إلى المقدار الأولي للمكون.

تعطي المساواة هذه أسبابًا للحصول على معادلات توازن المواد التالية للمكون لتفاعل بسيط:

مثال 7.1. يستمر تفاعل الهدرجة للفينول مع سيكلوهكسانول وفقًا للمعادلة

C 6 H 5 OH + ZN 2 \ u003d C 6 H 11 OH أو A + 3B \ u003d R.

احسب كمية المنتج المتكون إذا كانت الكمية الأولية للمكون أ 235 كجم والكمية النهائية 18.8 كجم

الحل: نكتب رد الفعل كـ

R - A - ZV = 0.

الأوزان الجزيئية للمكونات هي: M A = 94 كجم / كمول ، M B = 2 كجم / كمول و

M R = 100 كجم / كمول. ثم تكون الكميات المولية للفينول في بداية التفاعل ونهايته:

N A 0 = 235/94 = 2.5 ؛ N A 0 = 18.8 / 94 = 0.2 ؛ n \ u003d (0.2 - 2.5) / (-1) = 2.3.

سوف تكون كمية الهكسانول الحلقي المتكونة مساوية

N R = 0 + 1 ∙ 2.3 = 2.3 كمول أو م R = 100 2.3 = 230 كجم.

من الضروري تحديد التفاعلات المستقلة متكافئًا في نظامها في الحسابات المادية والحرارية لأجهزة التفاعل لاستبعاد التفاعلات التي تمثل مجموع أو اختلاف بعض منها. يمكن إجراء مثل هذا التقييم بسهولة باستخدام معيار غرام.

من أجل عدم إجراء حسابات غير ضرورية ، يجب تقييم ما إذا كان النظام يعتمد على العناصر المتكافئة. لهذه الأغراض ، من الضروري:

نقل المصفوفة الأصلية لنظام التفاعل ؛

اضرب المصفوفة الأصلية بالمصفوفة المنقولة ؛

احسب محدد المصفوفة المربعة الناتجة.

إذا كان هذا المحدد يساوي صفرًا ، فإن نظام التفاعل يعتمد على العناصر المتكافئة.

مثال 7.2. لدينا نظام رد فعل:

FeO + H 2 \ u003d Fe + H 2 O ؛

Fe 2 O 3 + 3H 2 \ u003d 2Fe + 3H 2 O ؛

FeO + Fe 2 O 3 + 4H 2 \ u003d 3Fe + 4H 2 O.

يعتمد هذا النظام على العناصر المتكافئة حيث أن التفاعل الثالث هو مجموع الاثنين الآخرين. لنصنع مصفوفة

لكل مادة في التفاعل الكميات التالية من المادة:

الكمية الأولية للمادة i (كمية المادة قبل بدء التفاعل) ؛

الكمية النهائية للمادة i (كمية المادة في نهاية التفاعل) ؛

كمية المادة المتفاعلة (لمواد البدء) أو المادة المشكلة (لمنتجات التفاعل).

بما أن كمية المادة لا يمكن أن تكون سالبة ، بالنسبة للمواد الأولية

منذ>.

بالنسبة لنواتج التفاعل> ، لذلك ،.

النسب المتكافئة - النسب بين الكميات أو الكتل أو الأحجام (للغازات) للمواد المتفاعلة أو نواتج التفاعل ، محسوبة على أساس معادلة التفاعل. تعتمد الحسابات باستخدام معادلات التفاعل على القانون الأساسي للقياس المتكافئ: نسبة كميات المواد المتفاعلة أو المتكونة (في المولات) تساوي نسبة المعاملات المقابلة في معادلة التفاعل (المعاملات المتكافئة).

بالنسبة للتفاعل الحراري الموصوف في المعادلة:

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe ،

ترتبط كميات المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل بـ

بالنسبة للحسابات ، من الأنسب استخدام صيغة أخرى لهذا القانون: نسبة كمية المادة المتفاعلة أو المشكلة نتيجة التفاعل مع معاملها المتكافئ هي ثابت لتفاعل معين.

بشكل عام ، لرد فعل النموذج

aA + bB = cC + dD ،

حيث تشير الأحرف الصغيرة إلى المعاملات ، والأحرف الكبيرة - مواد كيميائية، ترتبط كميات المواد المتفاعلة بالنسب:

أي مصطلحين من هذه النسبة ، مرتبطان بالتساوي ، يشكلان نسبة تفاعل كيميائي: على سبيل المثال ،

إذا كانت كتلة المادة المشكلة أو المتفاعلة معروفة للتفاعل ، فيمكن معرفة مقدارها بواسطة الصيغة

وبعد ذلك ، باستخدام نسبة التفاعل الكيميائي ، يمكن العثور على المواد المتبقية من التفاعل. تسمى أحيانًا المادة ، بالكتلة أو الكمية التي توجد بها كتل أو كميات أو أحجام المشاركين الآخرين في التفاعل ، مادة مرجعية.

إذا تم إعطاء كتل العديد من الكواشف ، فسيتم حساب كتل المواد المتبقية وفقًا للمادة التي يوجد نقص في المعروض منها ، أي يتم استهلاكها بالكامل في التفاعل. تسمى كميات المواد التي تتطابق تمامًا مع معادلة التفاعل دون زيادة أو نقص الكميات المتكافئة.

وبالتالي ، في المهام المتعلقة بحسابات القياس المتكافئ ، يكون الإجراء الرئيسي هو العثور على المادة المرجعية وحساب الكمية التي تم إدخالها أو تكونت نتيجة للتفاعل.

حساب كمية المادة الصلبة الفردية

أين مقدار المادة الصلبة الفردية A ؛

كتلة الفرد الصلب A ، g ؛

الكتلة المولية للمادة A ، g / mol.

حساب كمية المعادن الطبيعية أو خليط المواد الصلبة

دع البايرايت المعدني الطبيعي يُعطى ، المكون الرئيسي منه هو FeS 2. بالإضافة إلى ذلك ، تشتمل تركيبة البيريت على شوائب. يشار إلى محتوى المكون الرئيسي أو الشوائب في نسبة الكتلة ، على سبيل المثال ،.

إذا كان محتوى المكون الرئيسي معروفًا ، إذن

إذا كان محتوى الشوائب معروفا فعندئذ

أين هي كمية المادة الفردية FeS 2 ، مول ؛

كتلة البايريت المعدني ، ز.

وبالمثل ، يتم حساب كمية المكون في خليط من المواد الصلبة إذا كان محتواه في الكسور الكتلية معروفًا.

حساب كمية مادة السائل النقي

إذا كانت الكتلة معروفة ، فإن الحساب يشبه حساب مادة صلبة فردية.

إذا كان حجم السائل معروفًا ، إذن

1. أوجد كتلة هذا الحجم من السائل:

م و = V و s و ،

حيث m W كتلة السائل g ؛

V W - حجم السائل ، مل ؛

c w هي كثافة السائل ، g / ml.

2. أوجد عدد مولات السائل:

هذه التقنية مناسبة لأي حالة إجمالية للمادة.

حدد كمية المادة H 2 O في 200 مل من الماء.

الحل: إذا لم يتم تحديد درجة الحرارة ، يُفترض أن تكون كثافة الماء 1 جم / مل ، ثم:

احسب كمية المذاب في المحلول إذا كان تركيزه معروفًا

إذا كان الجزء الكتلي للمذاب معروفًا كثافة المحلول وحجمه

m r-ra \ u003d V r-ra s r-ra ،

حيث m p-ra هي كتلة المحلول ، g ؛

V p-ra - حجم المحلول ، مل ؛

مع r-ra - كثافة المحلول ، جم / مل.

أين هي كتلة المادة المذابة ، g ؛

الكسر الكتلي للمادة الذائبة ، معبرًا عنه بالنسبة المئوية.

حدد كمية مادة حامض النيتريك في 500 مل من محلول حمض 10٪ بكثافة 1.0543 جم / مل.

حدد كتلة المحلول

m r-ra \ u003d V r-ra s r-ra \ u003d 500 1.0543 \ u003d 527.150 جم

حدد كتلة HNO 3

حدد عدد مولات HNO 3

إذا كان التركيز المولي للمذاب والمادة وحجم المحلول معروفين ، إذن

أين هو حجم الحل ، ل ؛

التركيز المولي للمادة i في المحلول ، مول / لتر.

حساب كمية المادة الغازية الفردية

إذا أعطيت كتلة المادة الغازية ، فسيتم حسابها بالصيغة (1).

إذا تم إعطاء الحجم المقاس في ظل الظروف العادية ، فوفقًا للصيغة (2) ، إذا تم قياس حجم مادة غازية تحت أي شروط أخرى ، فوفقًا للصيغة (3) ، يتم إعطاء الصيغ في الصفحات 6-7.

يجب أن يتوافق معامل الهواء الزائد بهذه الطريقة لتنظيم عملية الاحتراق مع مخاليط غنية قريبة من القياس المتكافئ. في هذه الحالة ، سيكون من الصعب جدًا تنظيم الاحتراق الفعال للمخاليط الخالية من الدهون بسبب السرعة العالية غير الكافية لانتشار جبهة اللهب مع احتمال كبير لتوهين مصادر الاشتعال ، وعدم انتظام دوري كبير للاحتراق ، وفي النهاية ، اختلالات. وبالتالي ، يمكن تسمية هذا الاتجاه باحتراق بطيء للغاية لمخاليط غنية من الغاز والهواء. [...]

يؤثر معامل الهواء الزائد (أ) بشكل كبير على عملية الاحتراق وتكوين نواتج الاحتراق. من الواضح أنه عند 1.0) لا يؤثر عمليًا على تكوين مكونات غازات المداخن ويؤدي فقط إلى انخفاض في تركيز المكونات بسبب التخفيف بالهواء غير المستخدم في عملية الاحتراق. [...]

بناءً على معاملات القياس المتكافئ للتفاعل للحصول على ثنائي ألكيل كلورو ثيوفوسفات و حل مثاليبالنسبة للمعيار 2 ، نفرض القيد X3 = -0.26 (1.087 مول / مول). [...]

24.5

هذا يعطي قيمة المعامل المتكافئ لاستيعاب البولي فوسفات 1 / لنا ، p = g P / g COD (HAc). [...]

في الجدول. يوضح الشكل 24.5 عوامل الغلة المتكافئة المحددة في التجارب التي أجريت في مفاعلات دفعية نقية. هذه القيم في اتفاق جيد إلى حد ما ، على الرغم من ظروف مختلفةالنمو الميكروبيولوجي. [...]

من التعبير (3.36) نجد المعامل المتكافئ "sat.r = 0.05 g P / g COD (HAc). [...]

[ ...]

من المثال 3.2 ، يمكنك إيجاد معاملات القياس المتكافئ للمعادلة لإزالة حمض الأسيتيك: 1 مول من HAs (60 جم ​​من HAs) يتطلب 0.9 مول من 02 و 0.9 32 = 29 جم من 02. [...]

3.12

في هذه الصيغ ، يتم تضمين مادة البداية الأولى في جميع المعادلات المتكافئة ومعاملها المتكافئ فيها هو V / ، = -1. بالنسبة لهذه المادة ، يتم إعطاء درجات التحويل lu في كل معادلة متكافئة (جميعها - K). في المعادلتين (3.14) و (3.15) ، يُفترض أن المكون الأول - المنتج الذي يتم تحديد الانتقائية والعائد له ، يتشكل فقط في المعادلة المتكافئة الأولى (ثم E / \ u003d x (). الكميات من المكونات في هذه الصيغ تقاس بالمولات (التسمية LO ، كما هو مقبول تقليديًا في العلوم الكيميائية. [...]

عند تجميع معادلات الأكسدة والاختزال ، تم العثور على معاملات القياس المتكافئ لأكسدة العنصر قبل وبعد التفاعل. يتم تحديد أكسدة عنصر في المركبات من خلال عدد الإلكترونات التي تنفقها الذرة على تكوين الروابط القطبية والأيونية ، ويتم تحديد علامة الأكسدة من خلال اتجاه إزاحة أزواج الإلكترون الملزمة. على سبيل المثال ، أكسدة أيون الصوديوم في مركب NaCl هي +1 ، وأكسدة الكلور هي -I. [...]

من الأنسب تمثيل القياس المتكافئ للتفاعل الميكروبيولوجي باستخدام معادلة التوازن المتكافئ ، بدلاً من تمثيله في شكل جداول عوامل الإنتاج. يتطلب مثل هذا الوصف لتكوين مكونات الخلية الميكروبيولوجية استخدام صيغة تجريبية. تم تحديد صيغة مادة الخلية C5H702N تجريبيًا ، والتي غالبًا ما تستخدم في إعداد معادلات القياس المتكافئ. [...]

في الجدول. يوضح الشكل 3.6 القيم النموذجية للثوابت الحركية والثوابت الأخرى ، بالإضافة إلى معاملات القياس المتكافئ ، لعملية معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية الهوائية. وتجدر الإشارة إلى أن هناك ارتباطًا معينًا بين الثوابت الفردية ، لذلك من الضروري استخدام مجموعة من الثوابت من مصدر واحد ، وعدم اختيار ثوابت فردية من مصادر مختلفة. في الجدول. يوضح الشكل 3.7 ارتباطات متشابهة. [...]

تم توحيد الطريقة من خلال الكميات المعروفة من اليود ، المحولة إلى الأوزون ، بناءً على معامل متكافئ يساوي واحد (1 مول من الأوزون يطلق 1 مول من اليود). هذا المعامل مدعوم بنتائج عدد من الدراسات ، والتي على أساسها تم إنشاء التفاعلات المتكافئة للأوزون مع الأوليفينات. مع وجود معامل مختلف ، سيكون من الصعب تفسير هذه النتائج. ومع ذلك ، وجد في العمل أن المعامل المشار إليه هو 1.5. هذا يتوافق مع البيانات ، التي وفقًا لها يتم الحصول على معامل متكافئ يساوي واحدًا عند الرقم الهيدروجيني 9 ، ويتم إطلاق المزيد من اليود في بيئة حمضية أكثر من البيئة المحايدة والقلوية. [...]

تم إجراء الاختبارات بحمل كامل وبسرعة ثابتة للعمود المرفقي تبلغ 1500 دقيقة 1. تفاوت معامل الهواء الزائد في حدود 0.8 [...]

العمليات المادية في الطبيعة الحية ، ترتبط دورات العناصر الحيوية مع تدفقات الطاقة بواسطة معاملات قياس العناصر المتكافئة التي تختلف في مجموعة متنوعة من الكائنات الحية فقط بنفس الترتيب. في نفس الوقت ، شكرا ل كفاءة عاليةالحفز ، فإن تكاليف الطاقة لتخليق مواد جديدة في الكائنات الحية أقل بكثير من نظائرها التقنية لهذه العمليات. [...]

تم إجراء قياسات لخصائص المحرك وانبعاثات الانبعاثات الضارة لجميع غرف الاحتراق في مجموعة واسعة من التغييرات في معامل الهواء الزائد من قيمة متكافئة إلى خليط هزيل للغاية. على التين. يظهر 56 و 57 النتائج الرئيسية اعتمادًا على a ، التي تم الحصول عليها بسرعة 2000 دقيقة وخانق مفتوح على مصراعيه. تم اختيار قيمة زاوية تقدم الاشتعال من شرط الحصول على أقصى عزم دوران. [...]

العملية البيولوجية لإزالة الفوسفور معقدة ، لذلك ، بالطبع ، نهجنا مبسط إلى حد كبير. في الجدول. يقدم 8.1 مجموعة من المعاملات المتكافئة تصف العمليات التي تحدث بمشاركة منظمة الأغذية والزراعة. يبدو الجدول معقدًا ، ولكن تم إجراء تبسيط فيه بالفعل. [...]

في أحد أحدث الأعمال ، من المفترض أن 1 مول من NO2 يعطي 0.72 جم أيون من NO7. وفقًا للبيانات التي قدمتها المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ، يعتمد معامل القياس المتكافئ على تكوين الكواشف من نوع Griess. تم اقتراح ستة متغيرات لهذا الكاشف ، تختلف في تكوين مكوناته ، ويشار إلى أن كفاءة الامتصاص لجميع أنواع محاليل الامتصاص هي 90٪ ، ومعامل القياس المتكافئ ، مع مراعاة كفاءة الامتصاص ، يختلف من 0.8 إلى 1. إن تقليل كمية NEDA واستبدال حمض السلفانيليك بالسلفانيلاميد (الستربتوسيد الأبيض) يعطي قيمة أكبر لهذا المعامل. يشرح مؤلفو العمل ذلك بفقدان HN02 بسبب تكوين أكسيد النيتروجين أثناء التفاعلات الجانبية. [...]

عند تصميم مرافق المعالجة الكيميائية الحيوية مياه الصرفوتحليل عملهم ، عادةً ما يتم استخدام معلمات الحساب التالية: معدل الأكسدة البيولوجية ، معاملات القياس المتكافئ لمستقبلات الإلكترون ، معدل النمو و الخصائص الفيزيائيةتنشيط الكتلة الحيوية الحمأة. تتيح دراسة التغيرات الكيميائية المرتبطة بالتحولات البيولوجية التي تحدث في مفاعل حيوي الحصول على صورة كاملة إلى حد ما لعملية الهيكل. بالنسبة للأنظمة اللاهوائية ، والتي تشمل المرشحات اللاهوائية ، فإن هذه المعلومات ضرورية لضمان القيمة المثلى للأس الهيدروجيني للبيئة ، والتي تعد العامل الرئيسي في التشغيل العادي لمنشآت المعالجة. في بعض الأنظمة الهوائية ، مثل تلك التي تحدث فيها النترجة ، يعد التحكم في الرقم الهيدروجيني للوسط ضروريًا أيضًا لضمان معدلات النمو الميكروبية المثلى. بالنسبة لمرافق العلاج المغلقة التي دخلت حيز التنفيذ في نهاية الستينيات ، والتي تستخدم الأكسجين النقي (خزان الأكسجين) ، الدراسة التفاعلات الكيميائيةأصبح ضروريًا ليس فقط للتحكم في الأس الهيدروجيني ، ولكن أيضًا للحساب الهندسي لمعدات خطوط أنابيب الغاز. [...]

ثابت معدل التحويل الحفاز k في الحالة العامة عند درجة حرارة معينة هو دالة لثوابت المعدل للتفاعلات المباشرة والعكسية والجانبية ، بالإضافة إلى معاملات الانتشار للكواشف الأولية ونواتج تفاعلها. يتم تحديد معدل العملية التحفيزية غير المتجانسة ، كما هو مذكور أعلاه ، من خلال المعدلات النسبية لمراحلها الفردية ويحدها أبطأها. نتيجة لذلك ، لا يتطابق ترتيب التفاعل الحفاز أبدًا تقريبًا مع جزيئية التفاعل المقابلة لنسبة القياس المتكافئ في معادلة هذا التفاعل ، وتكون التعبيرات الخاصة بحساب معدل ثابت التحويل الحفزي خاصة بمراحل وشروط محددة لتنفيذه. [...]

للتحكم في تفاعل التعادل ، يجب أن يعرف المرء مقدار الحمض أو القاعدة التي يجب إضافتها إلى المحلول للحصول على قيمة الأس الهيدروجيني المطلوبة. لحل هذه المشكلة ، يمكن استخدام طريقة التقييم التجريبي لمعاملات القياس المتكافئ ، والتي تتم باستخدام المعايرة. [...]

يتم تحديد تركيبة التوازن لمنتجات الاحتراق في الغرفة بموجب قانون العمل الجماعي. وفقًا لهذا القانون ، يتناسب معدل التفاعلات الكيميائية طرديًا مع تركيز الكواشف الأولية ، حيث يتم أخذ كل منها بدرجة مساوية لمعامل القياس المتكافئ الذي تدخل به المادة في معادلة التفاعل الكيميائي. بناءً على تكوين الوقود ، يمكننا أن نفترض أن منتجات الاحتراق ، على سبيل المثال ، وقود الصواريخ السائل في الغرفة ستتكون من CO2 ، H20 ، CO ، NO ، OH ، N2 ، H2 ، N. H ، O ، لـ صلب وقود الصواريخ- من A1203 ، N2 ، H2 ، HC1 ، CO ، CO2 ، H20 عند T \ u003d 1100 ... 2200 K. [...]

لإثبات إمكانية استخدام احتراق الغاز الطبيعي على مرحلتين ، تم إجراء دراسات تجريبية لتوزيع درجات الحرارة المحلية وتركيزات أكاسيد النيتروجين والمواد القابلة للاحتراق على طول اللهب اعتمادًا على معامل الهواء الزائد المزود من خلال الموقد . تم إجراء التجارب مع احتراق الغاز الطبيعي في فرن غلاية PTVM-50 المجهزة بموقد دوامي VTI مع تصريف نفاث غازي طرفي في تدفق هواء عرضي دائري. لقد ثبت أنه في ag O.wb تنتهي عملية احتراق الوقود على مسافة 1f / X> خارج = 4.2 ، وعند ag = 1.10 - على مسافة bf10out = 3.6. يشير هذا إلى إطالة عملية الاحتراق في ظل ظروف تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف المتكافئة. [...]

يتم تقديم مصفوفة مبسطة لمعلمات العملية مع الحمأة المنشطة بدون النترجة في الجدول. 4.2 من المفترض هنا أن ثلاثة عوامل رئيسية تساهم في عملية التحويل: النمو البيولوجي ، والتدهور ، والتحلل المائي. يشار إلى معدلات التفاعل في العمود الأيمن ، والمعاملات المعروضة في الجدول متكافئة. باستخدام بيانات الجدول ، يمكن للمرء كتابة معادلة توازن الكتلة ، على سبيل المثال ، للمادة العضوية القابلة للتحلل بسهولة كن في مفاعل بتقليب مثالي. التعبيرات المسؤولة عن النقل لا تحتاج إلى تفسير. نجد تعبيرين يصفان تحولات مادة بضرب معاملات القياس المتكافئ من (في هذه الحالة) أعمدة "المكون" بمعدلات التفاعل المقابلة من العمود الأيمن من الجدول. 4.2. [...]

على التين. يوضح 50 التغير في محتوى Wx في نواتج الاحتراق (g / kWh) اعتمادًا على تركيبة الخليط وتوقيت الاشتعال. لأن يعتمد تكوين أكاسيد النيتروجين إلى حد كبير على درجة حرارة الغاز ، مع الاشتعال المبكر ، يزداد انبعاث أكاسيد النيتروجين. يعتبر اعتماد تكوين 1 Ux على معامل الهواء الزائد أكثر تعقيدًا ، لأنه هناك نوعان من العوامل المتعارضة. يعتمد تكوين 1NHOx على تركيز الأكسجين في الخليط القابل للاحتراق ودرجة الحرارة. يزيد ميل الخليط من تركيز الأكسجين ولكنه يقلل درجة حرارة الاحتراق القصوى. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن الحد الأقصى من المحتوى يتحقق عند العمل بمخاليط أقل بقليل من المقاييس المتكافئة. عند نفس قيم معامل الهواء الزائد ، فإن الكفاءة الفعالة لها حد أقصى. [...]

على التين. يوضح الشكل 7.2 الاعتماد التجريبي لتركيز الميثانول على تركيز NO3-N عند مخرج الفلتر الحيوي للإزاحة الكاملة. تميز الخطوط التي تربط بين النقاط التجريبية توزيع المادة على طول المرشح بنسب Smc / Sn مختلفة. يتوافق ميل المنحنيات مع قيمة معامل القياس المتكافئ: 3.1 كجم CH3OH / كجم NO -N.

العلاقة التي تربط تراكيز المواد المتفاعلة بثابت التوازن هي تعبير رياضي لقانون تأثير الكتلة ، والذي يمكن صياغته على النحو التالي: بالنسبة لتفاعل عكسي معين في حالة توازن كيميائي ، فإن نسبة ناتج تركيزات التوازن لنواتج التفاعل لمنتج تركيزات التوازن للمواد الأولية عند درجة حرارة معينة هي قيمة ثابتة ، ويجب رفع تركيز كل مادة إلى قوة معاملها المتكافئ. [...]

في الاتحاد السوفيتي ، يتم استخدام طريقة Polezhaev و Girina لتحديد NO¡¡ في الغلاف الجوي. تستخدم هذه الطريقة محلول 8٪ من KJ لالتقاط ثاني أكسيد النيتروجين. يتم تحديد أيونات النتريت في المحلول الناتج باستخدام كاشف Griess-Ilosvay. محلول يوديد البوتاسيوم هو أكثر فعالية لامتصاص NO2 من المحلول القلوي. مع حجمه (6 مل فقط) ومعدل تدفق الهواء (0.25 لتر / دقيقة) ، لا ينزلق أكثر من 2٪ NO2 عبر جهاز الامتصاص بلوح زجاجي مسامي. العينات المختارة محفوظة بشكل جيد (حوالي شهر). المعامل المتكافئ لامتصاص NOa بواسطة محلول KJ هو 0.75 ، مع الأخذ في الاعتبار الاختراق. وفقًا لبياناتنا ، لا يتداخل NO مع هذه الطريقة بنسبة تركيز NO: NOa 3: 1. [...]

عيوب هذه الطريقة ، التي تم إدخالها على نطاق واسع في ممارسة معالجة النفايات ذات درجة الحرارة العالية ، هي الحاجة إلى استخدام الكواشف القلوية باهظة الثمن (NaOH و Na2CO3). بهذه الطريقة ، من الممكن تلبية احتياجات العديد من الصناعات التي تحتاج إلى تحييد كميات صغيرة من النفايات السائلة مع مجموعة واسعة من المكونات. التركيب الكيميائيوأي محتوى من مركبات الكلور العضوي. ومع ذلك ، يجب التعامل مع احتراق المذيبات المحتوية على الكلور بحذر ، لأنه في ظل ظروف معينة (1> 1200 درجة مئوية ، معامل الهواء الزائد> 1.5) ، قد تحتوي غازات العادم على الفوسجين - كلور الكربون عالي السمية ، أو كلوريد حمض الكربونيك (COC12 ). التركيز المهدِّد للحياة لهذه المادة هو 450 مجم لكل متر مكعب من الهواء. [...]

تتميز عمليات الترشيح أو التجوية الكيميائية للمعادن قليلة الذوبان أو ارتباطاتها بتكوين مواد جديدة مراحل صلبة؛ يتم تحليل التوازن بينها وبين المكونات الذائبة باستخدام مخططات الحالة الديناميكية الحرارية. عادة ما تنشأ الصعوبات الأساسية هنا فيما يتعلق بالحاجة إلى وصف حركية العمليات ، والتي بدونها لا يمكن تبرير اعتبارها في كثير من الأحيان. تتطلب النماذج الحركية المقابلة انعكاس التفاعلات الكيميائية بشكل واضح - من خلال التركيزات الجزئية للمواد المتفاعلة cx ، مع الأخذ في الاعتبار المعاملات المتكافئة V لتفاعلات محددة.