ماذا يعني نفس التركيب الكيميائي. النسب الكيميائية. قياس العناصر الكيميائية هو الأساس النظري للإنتاج الكيميائي

يجب أن يتوافق معامل الهواء الزائد بهذه الطريقة لتنظيم عملية الاحتراق مع مخاليط غنية قريبة من العناصر المتكافئة. في هذه الحالة، سيكون من الصعب للغاية تنظيم الاحتراق الفعال للمخاليط الخالية من الدهون بسبب السرعة العالية غير الكافية لانتشار اللهب الأمامي مع احتمال كبير لتوهين مصادر الإشعال، وعدم انتظام دوري كبير في الاحتراق، وفي النهاية، اختلالات. وبالتالي، يمكن أن يسمى هذا الاتجاه الاحتراق البطيء للغاية لمخاليط الهواء والغاز الغنية.[ ...]

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

بناءً على المعاملات المتكافئة للتفاعل للحصول على ثنائي ألكيل كلوروثيوفوسفات و حل مثاليبالنسبة للمعيار 2، نفرض القيد X3 = -0.26 (1.087 مول/مول).[ ...]

24.5

وهذا يعطي قيمة المعامل المتكافئ لمدخول متعدد الفوسفات 1/us,p = g P/g COD(HAc).[ ...]

في الجدول. يوضح الشكل 24.5 عوامل العائد المتكافئة المحددة في التجارب التي أجريت في مفاعلات دفعة الاستنبات النقي. 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 العثور على المعاملات المتكافئة للمعادلة لإزالة حمض الأسيتيك: 1 مول من HAs (60 جم ​​من HAs) يتطلب 0.9 مول من 02 و0.9 32 = 29 جم من 02.[ ...]

3.12

في هذه الصيغ، يتم تضمين المادة الأولية الأولى في جميع المعادلات المتكافئة ومعاملها المتكافئ فيها هو V/، = -1. بالنسبة لهذه المادة، يتم إعطاء درجات التحول لو في كل معادلة متكافئة (جميعها - K). في المعادلتين (3.14) و (3.15) من المفترض أن المكون الأول - المنتج الذي يتم تحديد الانتقائية والإنتاجية له، يتشكل فقط في المعادلة المتكافئة الأولى (ثم E / \u003d x () . كميات يتم قياس المكونات في هذه الصيغ بالشامات (التسمية LO، كما هو مقبول تقليديًا في العلوم الكيميائية.[ ...]

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

من الملائم أكثر تمثيل قياس العناصر الكيميائية للتفاعل الميكروبيولوجي باستخدام معادلة توازن العناصر الكيميائية، بدلاً من تمثيلها في شكل جداول عوامل المحصول. يتطلب مثل هذا الوصف لتكوين مكونات الخلية الميكروبيولوجية استخدام صيغة تجريبية. تم إنشاء صيغة مادة الخلية C5H702N تجريبيا، والتي غالبا ما تستخدم في تحضير المعادلات المتكافئة.[ ...]

في الجدول. ويبين الشكل 3.6 القيم النموذجية للثوابت الحركية والثوابت الأخرى، وكذلك المعاملات المتكافئة، لعملية معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية الهوائية. وتجدر الإشارة إلى أن هناك علاقة معينة بين الثوابت الفردية، لذلك لا بد من استخدام مجموعة من الثوابت من مصدر واحد، وعدم اختيار ثوابت فردية من مصادر مختلفة. في الجدول. 3.7 يظهر ارتباطات مماثلة.[ ...]

تم توحيد الطريقة من خلال كميات معروفة من اليود، المحولة إلى الأوزون، بناءً على معامل متكافئ يساوي واحدًا (1 مول من الأوزون يطلق 1 مول من اليود). ويدعم هذا المعامل نتائج عدد من الدراسات، التي على أساسها تم إنشاء التفاعلات المتكافئة للأوزون مع الأوليفينات. ومع وجود معامل مختلف، سيكون من الصعب تفسير هذه النتائج. ومع ذلك، في العمل وجد أن المعامل المشار إليه هو 1.5. وهذا يتوافق مع البيانات التي بموجبها يتم الحصول على معامل متكافئ يساوي واحدًا عند الرقم الهيدروجيني 9، ويتم إطلاق كمية أكبر بكثير من اليود في بيئة حمضية مقارنة بالبيئة المحايدة والقلوية.[ ...]

تم إجراء الاختبارات عند حمولة كاملة وسرعة عمود مرفقي ثابتة تبلغ 1500 دقيقة1. يتراوح معامل الهواء الزائد في حدود 0.8 [ ...]

العمليات المادية في الطبيعة الحية، ترتبط دورات العناصر الحيوية بتدفقات الطاقة من خلال معاملات متكافئة والتي تختلف في مجموعة واسعة من الكائنات الحية فقط ضمن نفس الترتيب. وبنفس الوقت شكرا ل كفاءة عاليةالتحفيز، فإن تكاليف الطاقة اللازمة لتخليق مواد جديدة في الكائنات الحية أقل بكثير مما هي عليه في 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 قليل الدهن للغاية. على الشكل. يُظهر 56 و57 النتائج الرئيسية اعتمادًا على سرعة 2000 دقيقة وخانق مفتوح على مصراعيه. تم اختيار قيمة زاوية تقدم الإشعال من شرط الحصول على أقصى عزم دوران.[ ...]

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

في أحد أحدث الأعمال، من المفترض أن 1 مول من NO2 يعطي 0.72 جم من أيون NO7. وفقا للبيانات المقدمة من المنظمة الدولية للتوحيد القياسي، فإن معامل العناصر المتكافئة يعتمد على تكوين الكواشف من نوع جريس. تم اقتراح ستة متغيرات لهذا الكاشف تختلف في تركيب مكوناته، ويشار إلى أن كفاءة الامتصاص لجميع أنواع محاليل الامتصاص تبلغ 90%، ويتراوح معامل العناصر المتكافئة مع الأخذ في الاعتبار كفاءة الامتصاص من 0.8 إلى 1. إن تقليل كمية NEDA واستبدال حمض السلفانيليك بالسلفوناميد (الستربتوسيد الأبيض) يعطي قيمة أكبر لهذا المعامل. يفسر مؤلفو العمل ذلك بفقدان HN02 بسبب تكوين NO أثناء التفاعلات الجانبية.[ ...]

عند تصميم مرافق المعالجة البيوكيميائية مياه الصرفوتحليل عملهم، وعادة ما تستخدم المعلمات الحسابية التالية: معدل الأكسدة البيولوجية، والمعاملات المتكافئة لمتقبلات الإلكترون، ومعدل النمو و الخصائص الفيزيائيةالكتلة الحيوية الحمأة المنشطة. إن دراسة التغيرات الكيميائية المرتبطة بالتحولات البيولوجية التي تحدث في المفاعل الحيوي تجعل من الممكن الحصول على صورة كاملة إلى حد ما لعمل الهيكل. بالنسبة للأنظمة اللاهوائية، التي تشمل المرشحات اللاهوائية، هناك حاجة إلى هذه المعلومات لضمان قيمة الرقم الهيدروجيني الأمثل للبيئة، وهو العامل الرئيسي في التشغيل العادي لمرافق المعالجة. في بعض الأنظمة الهوائية، مثل تلك التي تحدث فيها النترجة، يعد التحكم في الرقم الهيدروجيني للوسط ضروريًا أيضًا لضمان معدلات نمو ميكروبية مثالية. بالنسبة لمحطات المعالجة المغلقة، التي دخلت حيز التنفيذ في أواخر الستينيات، والتي تستخدم الأكسجين النقي (خزان الأكسجين)، أصبحت دراسة التفاعلات الكيميائية ضرورية ليس فقط للتحكم في درجة الحموضة، ولكن أيضًا للحساب الهندسي لمعدات خطوط أنابيب الغاز.[ . ..]

ثابت معدل التحويل الحفاز k في الحالة العامة هو عند درجة حرارة معينة دالة لثوابت معدل التفاعلات المباشرة والعكسية والجانبية، بالإضافة إلى معاملات الانتشار للكواشف الأولية ومنتجات تفاعلها. يتم تحديد معدل العملية التحفيزية غير المتجانسة، كما هو مذكور أعلاه، من خلال المعدلات النسبية لمراحلها الفردية ويقتصر على أبطأها. ونتيجة لذلك، فإن ترتيب التفاعل الحفزي لا يتطابق أبدًا تقريبًا مع جزيئية التفاعل المقابلة للنسبة المتكافئة في معادلة هذا التفاعل، وتكون التعبيرات الخاصة بحساب ثابت معدل التحويل الحفزي خاصة بمراحل وظروف محددة لتنفيذه.[...]

للتحكم في تفاعل التعادل، يجب معرفة كمية الحمض أو القاعدة التي يجب إضافتها إلى المحلول للحصول على قيمة الرقم الهيدروجيني المطلوبة. لحل هذه المشكلة، يمكن استخدام طريقة التقييم التجريبي لمعاملات العناصر المتكافئة، والتي تتم باستخدام المعايرة.[ ...]

يتم تحديد تكوين التوازن لمنتجات الاحتراق في الغرفة من خلال قانون العمل الجماعي. ووفقا لهذا القانون فإن معدل التفاعلات الكيميائية يتناسب طرديا مع تركيز الكواشف الأولية، ويؤخذ كل منها إلى درجة تساوي المعامل المتكافئ الذي تدخل به المادة في المعادلة تفاعل كيميائي. بناءً على تركيبة الوقود، يمكننا أن نفترض أن منتجات الاحتراق، على سبيل المثال، وقود الصواريخ السائل في الغرفة سوف تتكون من ثاني أكسيد الكربون، H20، CO، NO، OH، N2، H2، N. H، O، ل 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 اعتمادا على معامل الهواء الزائد الذي يتم توفيره من خلال الموقد . تم إجراء التجارب باستخدام احتراق الغاز الطبيعي في فرن غلاية PTVM-50 المجهزة بموقد دوامي VTI مع تفريغ نفاث غاز محيطي في تدفق هواء عرضي دوار. لقد ثبت أنه عند ag O.wb تنتهي عملية احتراق الوقود على مسافة 1f/X>out = 4.2، وعند ag = 1.10 - على مسافة bf10out = 3.6. يشير هذا إلى إطالة عملية الاحتراق في ظل ظروف تختلف بشكل كبير عن الظروف المتكافئة.[ ...]

يتم عرض مصفوفة مبسطة لمعلمات العملية مع الحمأة المنشطة دون النترجة في الجدول. 4.2. ومن المفترض هنا أن هناك ثلاثة عوامل رئيسية تساهم في عملية التحويل: النمو البيولوجي، والتدهور، والتحلل المائي. تتم الإشارة إلى معدلات التفاعل في العمود الأيمن، والمعاملات المعروضة في الجدول هي قياسات متكافئة. باستخدام بيانات الجدول، يمكن كتابة معادلة توازن الكتلة، على سبيل المثال، للمادة العضوية القابلة للتحلل بسهولة Bae في مفاعل مقلب تمامًا. التعبيرات المسؤولة عن النقل لا تحتاج إلى شرح. نجد تعبيرين يصفان تحولات المادة عن طريق ضرب المعاملات المتكافئة من أعمدة "المكونات" (في هذه الحالة) بمعدلات التفاعل المقابلة من العمود الأيمن من الجدول. 4.2.[ ...]

على الشكل. يوضح الشكل 50 التغير في محتوى Wx في منتجات الاحتراق (g / kWh) اعتمادًا على تركيبة الخليط وتوقيت الإشعال. لأن يعتمد تكوين أكاسيد النيتروجين إلى حد كبير على درجة حرارة الغاز، مع الاشتعال المبكر، يزداد انبعاث أكاسيد النيتروجين. يعد 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. يؤدي إمالة الخليط إلى زيادة تركيز الأكسجين ولكنه يقلل من درجة حرارة الاحتراق القصوى. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن الحد الأقصى للمحتوى يتم تحقيقه عند العمل مع مخاليط أفقر قليلاً من العناصر المتكافئة. عند نفس قيم معامل الهواء الزائد، تكون الكفاءة الفعالة لها الحد الأقصى.[ ...]

على الشكل. يوضح الشكل 7.2 التبعيات التجريبية لتركيز الميثانول على تركيز NO3-N عند مخرج المرشح الحيوي للإزاحة الكاملة. الخطوط التي تربط النقاط التجريبية تميز توزيع المادة على طول المرشح بنسب مختلفة من Smc/Sn، ويتوافق ميل المنحنيات مع قيمة المعامل المتكافئ: 3.1 كجم CH3OH/kg NO -N.

إن العلاقة التي تربط تركيزات المواد المتفاعلة بثابت التوازن هي تعبير رياضي لقانون عمل الكتلة، والذي يمكن صياغته على النحو التالي: بالنسبة لتفاعل عكسي معين في حالة التوازن الكيميائي، فإن نسبة منتج المادة المتفاعلة إن تركيزات توازن نواتج التفاعل إلى ناتج تركيزات توازن المواد البادئة عند درجة حرارة معينة هي قيمة ثابتة، ويجب رفع تركيز كل مادة إلى قوة معاملها المتكافئ.[ ...]

في الاتحاد السوفييتي، يتم استخدام طريقة بوليزهايف وجيرينا 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. يعتبر محلول يوديد البوتاسيوم أكثر فعالية في امتصاص ثاني أكسيد النيتروجين من المحلول القلوي. بفضل حجمه (6 مل فقط) ومعدل تدفق الهواء (0.25 لتر/دقيقة)، لا ينزلق أكثر من 2% من ثاني أكسيد النيتروجين عبر جهاز الامتصاص المزود بلوحة زجاجية مسامية. العينات المختارة محفوظة جيدًا (حوالي شهر). معامل العناصر المتكافئة لامتصاص NOa بمحلول KJ هو 0.75، مع الأخذ بعين الاعتبار الاختراق. وفقا لبياناتنا، NO لا يتداخل مع هذه الطريقة بنسبة تركيزات NO: NOa 3: 1.[ ...]

عيوب هذه الطريقة، التي تم إدخالها على نطاق واسع في ممارسة معالجة النفايات ذات درجات الحرارة العالية، هي الحاجة إلى استخدام الكواشف القلوية باهظة الثمن (NaOH وNa2CO3). وبهذه 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 العضوية. ومع ذلك، ينبغي 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 شديد السمية، أو كلوريد حمض الكربونيك (COC12). ). ويبلغ تركيز هذه المادة المهدد للحياة 450 ملجم لكل 1 م3 من الهواء.[ ...]

تتميز عمليات الترشيح أو التجوية الكيميائية للمعادن قليلة الذوبان أو ارتباطاتها بتكوين معادن جديدة المراحل الصلبة; 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 يكون النظر فيها مبررًا في كثير من الأحيان. تتطلب النماذج الحركية المقابلة انعكاس التفاعلات الكيميائية في شكل واضح - من خلال التركيزات الجزئية للمواد المتفاعلة cx، مع مراعاة المعاملات المتكافئة V. لتفاعلات محددة.

لكل مادة في التفاعل توجد الكميات التالية من المادة:

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

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

كمية المادة المتفاعلة (للمواد البادئة) أو المادة المشكلة (لمنتجات التفاعل).

حيث أن كمية المادة لا يمكن أن تكون سالبة بالنسبة للمواد الأولية

منذ >.

بالنسبة لمنتجات التفاعل >، لذلك، .

النسب الكيميائية - النسب بين الكميات أو الكتل أو الأحجام (للغازات) للمواد المتفاعلة أو منتجات التفاعل، محسوبة على أساس معادلة التفاعل. تعتمد الحسابات باستخدام معادلات التفاعل على القانون الأساسي لقياس العناصر المتكافئة: نسبة كميات المواد المتفاعلة أو المشكلة (بالمولات) تساوي نسبة المعاملات المقابلة في معادلة التفاعل (المعاملات المتكافئة).

بالنسبة لتفاعل الألومينوثرمي الموصوف بالمعادلة:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe،

ترتبط كميات المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل كما يلي:

بالنسبة للحسابات، يكون من الملائم أكثر استخدام صيغة أخرى لهذا القانون: نسبة كمية المادة المتفاعلة أو المتكونة نتيجة للتفاعل إلى معاملها المتكافئ هي ثابتة لتفاعل معين.

بشكل عام، لرد فعل النموذج

أأ + ب ب = ج ج + د،

حيث تشير الحروف الصغيرة إلى المعاملات، والحروف الكبيرة - المواد الكيميائية، ترتبط كميات المواد المتفاعلة بنسبة:

أي حدين من هذه النسبة، مرتبطين بالمساواة، يشكلان نسبة التفاعل الكيميائي: على سبيل المثال،

إذا كانت كتلة المادة المتكونة أو المتفاعلة من التفاعل معروفة للتفاعل، فيمكن إيجاد كميتها بالصيغة

ومن ثم، وباستخدام نسبة التفاعل الكيميائي، يمكن إيجاد المواد المتبقية من التفاعل. المادة التي يتم العثور على كتلها أو كمياتها أو أحجامها من المشاركين الآخرين في التفاعل من حيث الكتلة أو الكمية، تسمى أحيانًا مادة مرجعية.

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

وبالتالي، في المهام المتعلقة بحسابات العناصر المتكافئة، يكون الإجراء الرئيسي هو العثور على المادة المرجعية وحساب كميتها التي دخلت أو تشكلت نتيجة للتفاعل.

حساب كمية المادة الصلبة الفردية

أين هي كمية المادة الصلبة الفردية A؛

كتلة المادة الصلبة الفردية A، g؛

الكتلة المولية للمادة A، جم/مول.

حساب كمية المعدن الطبيعي أو خليط المواد الصلبة

دع البيريت المعدني الطبيعي يعطى، المكون الرئيسي منه هو FeS 2 . بالإضافة إلى ذلك، يتضمن تكوين البيريت الشوائب. ويشار إلى محتوى المكون الرئيسي أو الشوائب بنسبة الكتلة، على سبيل المثال، .

إذا كان محتوى المكون الرئيسي معروفا، إذن

إذا كان محتوى الشوائب معروفا، ثم

أين هي كمية المادة الفردية FeS 2، mol؛

كتلة معدن البيريت g.

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

حساب كمية المادة في السائل النقي

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

إذا كان حجم السائل معروفا

1. أوجد كتلة هذا الحجم من السائل:

م و = الخامس و الصورة و،

حيث m W هي كتلة السائل g؛

V W - حجم السائل، مل؛

ج ث هي كثافة السائل، جم / مل.

2. أوجد عدد مولات السائل:

هذه التقنية مناسبة لأي حالة إجمالية للمادة.

حدد كمية المادة H2O في 200 مل من الماء.

الحل: إذا لم يتم تحديد درجة الحرارة فيفترض أن كثافة الماء 1 جم/مل، إذن:

احسب كمية المذاب في المحلول إذا كان تركيزه معروفا

إذا كان الجزء الكتلي للمذاب وكثافة المحلول وحجمه معروفين، إذن

م 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 كتلة المادة المذابة g؛

الجزء الكتلي من المادة المذابة، معبرًا عنه بالنسبة المئوية.

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

تحديد كتلة الحل

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

تحديد كتلة HNO3 النقي

تحديد عدد مولات HNO3

إذا كان التركيز المولي للمذاب والمادة وحجم المحلول معروفين، إذن

أين هو حجم الحل، ل؛

التركيز المولي للمادة i في المحلول، mol/l.

حساب كمية المادة الغازية الفردية

إذا أعطيت كتلة مادة غازية، فسيتم حسابها بالصيغة (1).

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

تعتمد جميع النسب الكمية في حساب العمليات الكيميائية على قياس العناصر الكيميائية للتفاعلات. من الأنسب التعبير عن كمية المادة في مثل هذه الحسابات بالشامات، أو الوحدات المشتقة (كمول، مليمول، وما إلى ذلك). المول هو أحد وحدات النظام الدولي الأساسية. المول الواحد من أي مادة يتوافق مع كميتها، ويساوي عدديا الوزن الجزيئي. ولذلك، ينبغي اعتبار الوزن الجزيئي في هذه الحالة كقيمة بعدية بوحدات: جم/مول، كجم/كمول، كجم/مول. على سبيل المثال، الوزن الجزيئي للنيتروجين هو 28 جم/مول، 28 كجم/كمول، لكن 0.028 كجم/مول.

ترتبط الكتلة والكميات المولية للمادة بعلاقات معروفة

ن أ \u003d م أ / م أ ؛ م أ = ن أ م أ،

حيث N A هي كمية المكون A، mol؛ m A هي كتلة هذا المكون، كجم؛

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

في العمليات المستمرة، يمكن التعبير عن تدفق المادة A بواسطة مولاتها

الكمية لكل وحدة زمنية

حيث W A هو التدفق المولي للمكون A، mol/s؛ τ - الوقت، ق.

بالنسبة للتفاعل البسيط الذي يستمر بشكل لا رجعة فيه تقريبًا، عادةً ما يكون متكافئًا

تتم كتابة معادلة ريك في النموذج

v A A + v B B = v R R + v S S.

ومع ذلك، فمن أكثر ملاءمة للكتابة معادلة متكافئةفي شكل جبري

ث ، بافتراض أن المعاملات المتكافئة للمواد المتفاعلة سالبة وأن منتجات التفاعل موجبة:

ثم لكل رد فعل بسيط يمكننا أن نكتب المساواة التالية:

يشير الفهرس "0" إلى المقدار الأولي للمكون.

تعطي هذه المعادلات أسبابًا للحصول على معادلات توازن المواد التالية للمكون من أجل تفاعل بسيط:

مثال 7.1. يستمر تفاعل هدرجة الفينول إلى الهكسانول الحلقي 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 A 235 كجم والكمية النهائية 18.8 كجم

الحل: نكتب التفاعل بالشكل

ص - أ - ZV \u003d 0.

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

M R = 100 كجم/كمول. فإن الكميات المولية للفينول في بداية التفاعل وفي نهايته ستكون:

ن أ 0 \u003d 235/94 \u003d 2.5 ؛ ن أ 0 \u003d 18.8 / 94 \u003d 0.2 ؛ ن \u003d (0.2 - 2.5) / (-1) \u003d 2.3.

ستكون كمية الهكسانول الحلقي المتكونة مساوية لـ

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

إن تحديد التفاعلات المستقلة من الناحية المتكافئة في نظامها في الحسابات المادية والحرارية لأجهزة التفاعل أمر ضروري لاستبعاد التفاعلات التي تكون مجموع أو اختلاف بعضها. يمكن إجراء مثل هذا التقييم بسهولة باستخدام معيار جرام.

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

تبديل المصفوفة الأصلية لنظام التفاعل؛

اضرب المصفوفة الأصلية بالمصفوفة المنقولة؛

احسب محدد المصفوفة المربعة الناتجة.

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

مثال 7.2. لدينا نظام رد الفعل:

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 الكيميائية لأن التفاعل الثالث هو مجموع التفاعلين الآخرين. دعونا نجعل مصفوفة

عند رسم معادلة تفاعل الأكسدة والاختزال (ORR)، من الضروري تحديد عامل الاختزال، وعامل المؤكسد، وعدد الإلكترونات المعطاة والمستقبلة. يتم اختيار معاملات العناصر المتكافئة الإجمالية باستخدام طريقة توازن الإلكترون أو طريقة توازن أيون الإلكترون (وتسمى الأخيرة أيضًا طريقة نصف التفاعل). دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة. وكمثال على تجميع معادلات OVR واختيار المعاملات المتكافئة، قمنا بتحليل عملية أكسدة ثاني كبريتيد الحديد (II) (البيريت) مع حمض النيتريك المركز: أولا وقبل كل شيء، نحدد منتجات التفاعل المحتملة. حمض النيتريك هو عامل مؤكسد قوي، لذلك يمكن أكسدة أيون الكبريتيد إما إلى حالة الأكسدة القصوى S (H2S04) أو إلى S (SO2)، ومن Fe إلى Fe، بينما يمكن اختزال HN03 إلى N0 أو N02 (مجموعة يتم تحديد منتجات معينة بتركيزات الكواشف ودرجة الحرارة وما إلى ذلك). لنختار الخيار المحتمل التالي: سيكون H20 على الجانب الأيسر أو الأيمن من المعادلة، لا نعرف ذلك بعد. هناك طريقتان رئيسيتان لاختيار المعاملات. دعونا أولا نطبق طريقة توازن الإلكترون والأيون. يكمن جوهر هذه الطريقة في عبارتين بسيطتين وهامتين للغاية. أولا، تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار انتقال الإلكترونات من جسيم إلى آخر مع مراعاة طبيعة الوسط (حمضي، قلوي، أو متعادل). ثانيًا، عند تجميع معادلة توازن الإلكترون والأيون، يتم تسجيل فقط تلك الجسيمات الموجودة بالفعل خلال مسار OVR معين - يتم تسجيل الكاتيونات أو الأنونات الموجودة بالفعل فقط في شكل أيونات؛ المواد التي يتم فصلها بشكل سيئ أو غير القابلة للذوبان أو المحررة في شكل غاز تتم كتابتها في شكل جزيئي. عند تجميع معادلة عمليتي الأكسدة والاختزال، لمساواة عدد ذرات الهيدروجين والأكسجين، يتم إدخال (حسب الوسط) إما جزيئات الماء وأيونات الهيدروجين (إذا كان الوسط حمضيًا)، أو جزيئات الماء وأيونات الهيدروكسيد (إذا كان الوسط قلويا). النظر في حالتنا نصف رد فعل الأكسدة. تتحول جزيئات FeS2 (مادة ضعيفة الذوبان) إلى أيونات Fe3+ (تتفكك نترات الحديد (II) تمامًا إلى أيونات) وأيونات الكبريتات S042 "(تفكك H2SO4): الآن فكر في التفاعل النصفي لاختزال أيون النترات: للمساواة الأكسجين، أضف 2 إلى الجانب الأيمن من جزيئات الماء، وإلى اليسار - 4 H + أيونات: لتعادل الشحنة إلى الجانب الأيسر (شحنة +3)، أضف 3 إلكترونات: أخيرًا، لدينا: تقليل كلا الجزأين بمقدار 16H + و8H20 نحصل على المعادلة الأيونية المختزلة النهائية لتفاعل الأكسدة: بإضافة العدد المقابل من أيونات NOJ nH+ إلى طرفي المعادلة نجد معادلة التفاعل الجزيئي: يرجى ملاحظة ذلك لتحديد عدد الإلكترونات المعطاة والمستقبلة لم نضطر أبدًا إلى تحديد حالة أكسدة العناصر. بالإضافة إلى ذلك، أخذنا في الاعتبار تأثير البيئة وقررنا "تلقائيًا" أن H20 يقع على الجانب الأيمن من المعادلة. ولا شك أن هذه الطريقة لها معنى كيميائي كبير. طريقة التوازن التجريبي. إن جوهر طريقة إيجاد المعاملات المتكافئة في معادلات OVR هو التحديد الإلزامي لحالات الأكسدة لذرات العناصر المشاركة في OVR. باستخدام هذا النهج، قمنا مرة أخرى بمساواة التفاعل (11.1) (طبقنا أعلاه طريقة نصف التفاعلات على هذا التفاعل). يتم وصف عملية الاختزال ببساطة: من الصعب رسم مخطط الأكسدة، حيث يتم أكسدة عنصرين في وقت واحد - Fe و S. يمكنك تعيين حالة أكسدة للحديد +2، والكبريت - 1 وتأخذ في الاعتبار أن هناك هناك ذرتان S لكل ذرة Fe: ومع ذلك، يمكنك الاستغناء عن تحديد حالات الأكسدة وكتابة مخطط يشبه المخطط (11.2): الجانب الأيمن لديه شحنة +15، والجانب الأيسر لديه شحنة 0، لذلك يجب أن يتخلى FeS2 عن 15 إلكترونًا. نكتب التوازن الإجمالي: نحن بحاجة إلى "فهم" معادلة التوازن الناتجة أكثر قليلاً - فهي توضح أنه يتم استخدام 5 جزيئات HN03 لأكسدة FeS2 وهناك حاجة إلى 3 جزيئات HNO أخرى لتكوين Fe(N03)j: لمساواة الهيدروجين والأكسجين، إلى الجزء الأيمن تحتاج إلى إضافة 2 جزيئات H2O: طريقة توازن الإلكترون والأيونات 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 فيها معقدًا للغاية. - لنأخذ على سبيل المثال عملية أكسدة الإيثيلين التي تحدث عند تمريرها في محلول مائي من برمنجنات البوتاسيوم. ونتيجة لذلك، يتأكسد الإيثيلين إلى جلايكول الإثيلين H O - CH2 - CH2 - OH، ويتم اختزال البرمنجنات إلى أكسيد المنغنيز (TV)، بالإضافة إلى ذلك، كما سيكون واضحًا من معادلة التوازن النهائية، يتكون أيضًا هيدروكسيد البوتاسيوم على اليمين : بعد إجراء التخفيضات اللازمة لهذه المصطلحات نكتب المعادلة في الصورة الجزيئية النهائية * تأثير الوسط على طبيعة التدفق OVR والأمثلة (11.1) - (11.4) توضح بوضوح "تقنية" استخدام طريقة توازن الإلكترون والأيون في حالة تدفق OVR في وسط حمضي أو قلوي. إن طبيعة البيئة تؤثر على مسار هذا أو ذاك من OVR، ومن أجل "الشعور" بهذا التأثير، دعونا نفكر في سلوك نفس العامل المؤكسد (KMnO4) في بيئات مختلفة، حيث يستعيد ما يصل إلى Mn+4. (من0ج)، والدنيا – في قوة الأخيرة، التي قام فيها الشيايابسية حتى (مفنجانات-نون من042"). هذا يفسر كالتالي. تشكل أحماض خط التفكك أيونات هيدروكسيد ffjO +، التي تستقطب بقوة 4 "أيونات MoOH تضعف روابط المنغنيز مع الأكسجين (وبالتالي تعزيز عمل عامل الاختزال).. في وسط محايد، يكون التأثير الاستقطابي لجزيئات الماء بشكل ملحوظ c-aafep.>"أيونات MnO؛ أقل استقطابا بكثير. في الوسط القلوي بقوة، 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 محايد يتمثل في التفاعل (11.4). دعونا نعطي أيضًا مثالاً واحدًا على التفاعلات التي تتضمن KMnOA في الوسائط الحمضية والقلوية

العناصر المتفاعلة- النسب الكمية بين المواد المتفاعلة.

إذا دخلت الكواشف التفاعل الكيميائيبكميات محددة بدقة، ونتيجة للتفاعل تتشكل مواد يمكن حساب كميتها، ثم تسمى هذه التفاعلات العناصر الكيميائية.

قوانين قياس العناصر الكيميائية:

المعاملات في المعادلات الكيميائية قبل الصيغ مركبات كيميائيةمُسَمًّى العناصر الكيميائية.

تعتمد جميع الحسابات وفقًا للمعادلات الكيميائية على استخدام المعاملات المتكافئة وترتبط بإيجاد كميات المادة (عدد الشامات).

كمية المادة في معادلة التفاعل (عدد المولات) = المعامل أمام الجزيء المقابل.

ن أ=6.02×10 23 مول -1 .

η - نسبة الكتلة الفعلية للمنتج م صإلى الممكن نظريا م t، معبرًا عنه بكسور الوحدة أو كنسبة مئوية.

إذا لم يتم تحديد عائد منتجات التفاعل في الحالة، فسيتم اعتباره في الحسابات مساويًا لـ 100٪ (العائد الكمي).

مخطط الحساب وفق معادلات التفاعلات الكيميائية:

1. اكتب معادلة التفاعل الكيميائي.
2. اكتب فوق الصيغ الكيميائية للمواد الكميات المعروفة وغير المعروفة مع وحدات القياس.
3. تحت الصيغ الكيميائية للمواد المعروفة وغير المعروفة، اكتب القيم المقابلة لهذه الكميات الموجودة من معادلة التفاعل.
4. يؤلف ويحل النسب.

مثال.احسب كتلة وكمية مادة أكسيد المغنسيوم المتكونة أثناء الاحتراق الكامل لـ 24 جم من المغنسيوم.

منح: م(ملغ) = 24 جم يجد: ν (أهداب الشوق) م (أهداب الشوق)

حل: 1. لنجعل معادلة التفاعل الكيميائي: 2 ملغ + يا 2 \u003d 2 ملغ. 2. تحت صيغ المواد، نشير إلى كمية المادة (عدد الشامات)، والتي تتوافق مع المعاملات المتكافئة: 2 ملغ + يا 2 \u003d 2 ملغ 2 مول 2 مول 3. تحديد الكتلة المولية للمغنيسيوم: الكتلة الذرية النسبية للمغنيسيوم ع (ملغ) = 24. لأن فقيمة الكتلة المولية تساوي الكتلة الذرية أو الجزيئية النسبية، إذن م (ملغ)= 24 جم/مول. 4. من خلال كتلة المادة الواردة في الشرط نحسب كمية المادة: 5. انتهى صيغة كيميائيةأكسيد المغنيسيوم أهداب الشوق، وكتلته غير معروفة، حددنا سخلد‎أكثر من تركيبة المغنيسيوم ملغاكتب كتلتها المولية: 1 مول سخلد 2 ملغ + يا 2 \u003d 2 ملغ 2 مول 2 مول وفقا لقواعد حل النسب: كمية أكسيد المغنسيوم الخامس (أهداب الشوق)= 1 مول. 7. احسب الكتلة المولية لأكسيد المغنيسيوم: م (ملغ)\u003d 24 جم / مول، شهر)=16 جم/مول. م (أهداب الشوق)= 24 + 16 = 40 جم/مول. احسب كتلة أكسيد المغنيسيوم: m (MgO) \u003d ν (MgO) × M (MgO) \u003d 1 مول × 40 جم / مول \u003d 40 جم. إجابة: ν (MgO) = 1 مول؛ م (أهداب الشوق) = 40 جم.