Stehiometrijski koeficijent. Određivanje stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbama redoks reakcija. Shema proračuna prema jednadžbi kemijskih reakcija
Prilikom sastavljanja jednadžbe za redoks reakciju (ORR) potrebno je odrediti redukcijsko sredstvo, oksidant i broj datih i primljenih elektrona. OVR stehiometrijski koeficijenti se biraju metodom ravnoteže elektrona ili metodom balansa elektrona-jona (posljednja se također naziva metoda polureakcije). Pogledajmo nekoliko primjera. Kao primjer sastavljanja OVR jednadžbi i odabira stehiometrijskih koeficijenata analiziramo proces oksidacije željezovog (II) disulfida (pirita) koncentriranom dušičnom kiselinom: Prije svega određujemo moguće produkte reakcije. Dušična kiselina je jako oksidaciono sredstvo, pa se sulfidni ion može oksidirati ili do maksimalnog oksidacionog stanja S (H2S04) ili do S (SO2), a Fe u Fe, dok se HN03 može reducirati na N0 ili N02 (skup specifičnim proizvodima određuju se koncentracije reagensa, temperatura itd.). Odaberimo sljedeću moguću opciju: H20 će biti na lijevoj ili desnoj strani jednačine, još ne znamo. Postoje dvije glavne metode za odabir koeficijenata. Prvo primijenimo metodu ravnoteže elektrona i jona. Suština ove metode je u dvije vrlo jednostavne i vrlo važne izjave. Prvo, ova metoda razmatra prijelaz elektrona s jedne čestice na drugu uz obavezno razmatranje prirode medija (kiselog, alkalnog ili neutralnog). Drugo, prilikom sastavljanja jednačine ravnoteže elektron-jona, evidentiraju se samo one čestice koje stvarno postoje tokom datog OVR-a - samo stvarno postojeći katjoni ili anoni se snimaju u obliku jona; Supstance koje su slabo disocijacije, nerastvorljive ili oslobođene u obliku gasa zapisuju se u molekularnom obliku. Prilikom sastavljanja jednadžbe za procese oksidacije i redukcije, radi izjednačavanja broja atoma vodika i kisika, uvode se (ovisno o mediju) ili molekule vode i vodikovi ioni (ako je medij kiseli), ili molekuli vode i hidroksid ioni. (ako je medij alkalni). Razmotrimo za naš slučaj polu-reakciju oksidacije. Molekuli FeS2 (slabo topiva supstanca) pretvaraju se u Fe3+ ione (gvožđe nitrat (II) potpuno disocira u ione) i sulfatne ione S042" (disocijacija H2SO4): Sada razmotrite polovičnu reakciju redukcije nitratnog jona: Za izjednačavanje kiseonik, na desnu stranu dodamo 2 molekula vode, a na levu - 4 H + jona: Da izjednačimo naelektrisanje na levoj strani (naelektrisanje +3), dodamo 3 elektrona: Konačno, imamo: Smanjenje oba dela za 16H + i 8H20, dobijamo konačnu, redukovanu ionsku jednačinu redoks reakcije: Dodavanjem odgovarajućeg broja NOJ nH+ jona na obe strane jednačine, nalazimo jednačinu molekularne reakcije: Imajte na umu da za određivanje broja datih i primljenih elektrona , nikada nismo morali odrediti oksidacijsko stanje elemenata. Osim toga, uzeli smo u obzir uticaj okoline i „automatski“ utvrdili da je H20 na desnoj strani jednačine. Nema sumnje da ova metoda ima veliko hemijsko značenje. Metoda empirijske ravnoteže. Suština metode određivanja stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbi OVR je obavezno određivanje oksidacionih stanja atoma elemenata uključenih u OVR. Ovim pristupom ponovo izjednačavamo reakciju (11.1) (gore smo na ovu reakciju primijenili metodu polureakcija). Proces redukcije je jednostavno opisan: Teže je napraviti shemu oksidacije, jer se dva elementa oksidiraju odjednom - Fe i S. Možete dodijeliti željezo oksidacijsko stanje +2, sumpor - 1 i uzeti u obzir da postoji su dva S atoma po atomu Fe: Možete, međutim, učiniti bez određivanja oksidacijskih stanja i zapisati shemu koja liči na šemu (11.2): Desna strana ima naelektrisanje od +15, lijeva strana ima naboj od 0, tako da FeS2 mora odustati od 15 elektrona. Zapisujemo ukupnu ravnotežu: Još uvijek trebamo "odgonetnuti" rezultirajuću jednadžbu ravnoteže - ona pokazuje da se 5 molekula HN03 koristi za oksidaciju FeS2, a još 3 molekula HNO su potrebne za formiranje Fe(N03)j: Za izjednačavanje vodika i kisika, u desni dio trebate dodati 2 molekule H20: Metoda ravnoteže elektrona i jona je svestranija od metode ravnoteže elektrona i ima neospornu prednost u odabiru koeficijenata u mnogim OTS-ima, posebno uz učešće organskih jedinjenja, kod kojih je čak i postupak određivanja oksidacionih stanja veoma komplikovan. - Razmotrimo, na primjer, proces oksidacije etilena, koji se događa kada se propušta kroz vodeni rastvor kalijum permanganata. Kao rezultat toga, etilen se oksidira u etilen glikol HO - CH2 - CH2 - OH, a permanganat se reducira u manganov oksid (TV), osim toga, kao što će biti očito iz konačne jednadžbe ravnoteže, na desnoj strani nastaje i kalijum hidroksid : Nakon potrebnih redukcija takvih pojmova, zapisujemo jednačinu u konačnom molekularnom obliku * Uticaj medija na prirodu toka OVR Primjeri (11.1) - (11.4) jasno ilustruju "tehniku" korištenja Metoda ravnoteže elektron-jona u slučaju OVR strujanja u kiseloj ili alkalnoj sredini. Priroda okoline utiče na tok jednog ili drugog OVR-a; da bismo „osetili“ ovaj uticaj, razmotrimo ponašanje jednog te istog oksidacionog agensa (KMnO4) u različitim sredinama. , obnavljajući do Mn+4 (Mn0j), a minimum - u jačini posljednjeg, u kojem je uskrsnuo Shaiyaaapsya do (mvnganat-nOn Mn042"). Ovo se objašnjava na sljedeći način. Kiseline linije disocijacije formiraju hidroksidne ione ffjO +, koji snažno polariziraju 4" MoOH jona. Slabe veze mangana sa kisikom (čime se pojačava djelovanje redukcijskog agensa) .. U neutralnom mediju, polarizacijski učinak molekula vode je značajno c-aafep. >"MnO joni; mnogo manje polarizovan. U jako alkalnoj sredini, hidroksidni joni „čak jačaju vezu Mn-O, usled čega se smanjuje efikasnost redukcionog sredstva i MnO^ prihvata samo jedan elektron. Primjer ponašanja kalijum permanganata u neutralnom mediju predstavlja reakcija (11.4). Navedimo i jedan primjer reakcija koje uključuju KMnOA u kiselim i alkalnim sredinama
Koji proučava kvantitativne odnose između supstanci koje su ušle u reakciju i nastale tokom nje (od drugog grčkog "stehion" - "elementarni sastav", "meitren" - "mjerim").
Stehiometrija je najvažnija za proračune materijala i energije, bez koje je nemoguće organizirati bilo kakvu hemijsku proizvodnju. Hemijska stehiometrija omogućava vam da izračunate količinu sirovina potrebnih za određenu proizvodnju, uzimajući u obzir željene performanse i moguće gubitke. Nijedno preduzeće se ne može otvoriti bez preliminarnih kalkulacija.
Malo istorije
Sama riječ "stehiometrija" izum je njemačkog hemičara Jeremyja Benjamina Rihtera, koji je on predložio u svojoj knjizi, u kojoj je prvi put opisana ideja o mogućnosti proračuna pomoću hemijskih jednačina. Kasnije su Rihterove ideje dobile teorijsko opravdanje otkrićem zakona Avogadra (1811), Gay-Lussaca (1802), zakona konstantnosti kompozicije (J.L. Proust, 1808), višestrukih odnosa (J. Dalton, 1803) i razvoj atomske i molekularne teorije. Sada se ovi zakoni, kao i zakon ekvivalenata, koji je formulirao sam Richter, nazivaju zakoni stehiometrije.
Koncept "stehiometrije" se koristi u odnosu na supstance i hemijske reakcije.
Stehiometrijske jednačine
Stehiometrijske reakcije - reakcije u kojima početne tvari međusobno djeluju u određenim omjerima, a količina proizvoda odgovara teorijskim proračunima.
Stehiometrijske jednadžbe su jednadžbe koje opisuju stehiometrijske reakcije.
Stehiometrijske jednačine) pokazuju kvantitativne odnose između svih učesnika u reakciji, izražene u molovima.
Većina anorganskih reakcija je stehiometrijska. Na primjer, tri uzastopne reakcije za proizvodnju sumporne kiseline iz sumpora su stehiometrijske.
S + O 2 → SO 2
SO 2 + ½O 2 → SO 3
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
Proračuni koji koriste ove reakcijske jednačine mogu odrediti koliko je potrebno uzeti za svaku tvar da bi se dobila određena količina sumporne kiseline.
Većina organskih reakcija je nestehiometrijska. Na primjer, jednadžba reakcije za krekiranje etana izgleda ovako:
C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2 .
Međutim, u stvarnosti, tokom reakcije uvijek će se dobiti različite količine nusproizvoda - acetilen, metan i drugi, što se teoretski ne može izračunati. Neke neorganske reakcije također prkose proračunima. Na primjer, amonijum nitrat:
NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.
Ide u nekoliko smjerova, pa je nemoguće odrediti koliko je potrebno uzeti polaznog materijala da bi se dobila određena količina dušikovog oksida (I).
Stehiometrija je teorijska osnova hemijske proizvodnje
Sve reakcije koje se koriste u ili u proizvodnji moraju biti stehiometrijske, odnosno podložne tačnim proračunima. Hoće li fabrika ili fabrika biti profitabilna? Stehiometrija vam omogućava da saznate.
Na osnovu stehiometrijskih jednačina napravljena je teorijska ravnoteža. Potrebno je odrediti koliko će polaznih materijala biti potrebno da se dobije željena količina proizvoda od interesa. Dalje se provode operativni eksperimenti koji će pokazati stvarnu potrošnju polaznih materijala i prinos proizvoda. Razlika između teorijskih proračuna i praktičnih podataka omogućava vam da optimizirate proizvodnju i procijenite buduću ekonomsku efikasnost poduzeća. Stehiometrijski proračuni također omogućavaju sastavljanje toplinske ravnoteže procesa kako bi se odabrala oprema, odredile mase formiranih nusproizvoda koje će trebati ukloniti i tako dalje.
Stehiometrijske supstance
Prema zakonu o postojanosti kompozicije koji je predložio J.L. Prust, svaka hemikalija ima konstantan sastav, bez obzira na način pripreme. To znači da će, na primjer, u molekulu sumporne kiseline H 2 SO 4, bez obzira na metodu kojim je dobivena, uvijek biti jedan atom sumpora i četiri atoma kisika na dva atoma vodika. Sve supstance koje imaju molekularnu strukturu su stehiometrijske.
Međutim, u prirodi su rasprostranjene supstance čiji se sastav može razlikovati ovisno o načinu pripreme ili izvoru porijekla. Velika većina njih su kristalne supstance. Moglo bi se čak reći da je za čvrsta tijela stehiometrija prije izuzetak nego pravilo.
Na primjer, razmotrite sastav dobro proučenog titanijum karbida i oksida. U titanijum oksidu TiO x X=0,7-1,3, odnosno ima od 0,7 do 1,3 atoma kiseonika po atomu titana, u karbidu TiC x X=0,6-1,0.
Nestehiometrijski čvrste materije zbog intersticijalnog defekta u čvorovima kristalne rešetke ili, obrnuto, pojave slobodnih mjesta u čvorovima. Takve tvari uključuju okside, silicide, boride, karbide, fosfide, nitride i druge. neorganske supstance, kao i visokomolekularne organske.
I iako je dokaze o postojanju jedinjenja promjenjivog sastava iznio tek početkom 20. stoljeća I.S. Kurnakov, takve tvari se često nazivaju bertolidi po imenu naučnika K.L. Berthollet, koji je sugerirao da se sastav bilo koje tvari mijenja.
Svi kvantitativni odnosi u proračunu hemijskih procesa zasnovani su na stehiometriji reakcija. Količinu tvari u takvim proračunima pogodnije je izraziti u molovima ili izvedenim jedinicama (kmol, mmol, itd.). Mol je jedna od osnovnih SI jedinica. Jedan mol bilo koje supstance odgovara njenoj količini, numerički jednakoj molekulskoj težini. Stoga, molekularnu težinu u ovom slučaju treba posmatrati kao dimenzijsku vrijednost s jedinicama: g/mol, kg/kmol, kg/mol. Tako, na primjer, molekularna težina dušika je 28 g/mol, 28 kg/kmol, ali 0,028 kg/mol.
Masa i molarne količine supstance povezane su poznatim odnosima
N A \u003d m A / M A; m A = N A M A,
gdje je N A količina komponente A, mol; m A je masa ove komponente, kg;
M A - molekulska težina komponente A, kg/mol.
U kontinuiranim procesima, protok supstance A može se izraziti njenim mol-
količina po jedinici vremena
gdje je W A molarni protok komponente A, mol/s; τ - vrijeme, s.
Za jednostavnu reakciju koja se odvija gotovo nepovratno, obično je stehiomet
ric jednadžba je zapisana u obliku
v A A + v B B = v R R + v S S.
Međutim, zgodnije je zapisati stehiometrijsku jednačinu u obliku algebarskog
th, uz pretpostavku da su stehiometrijski koeficijenti reaktanata negativni, a produkti reakcije pozitivni:
Tada za svaku jednostavnu reakciju možemo napisati sljedeće jednakosti:
Indeks "0" se odnosi na početnu količinu komponente.
Ove jednakosti daju osnovu za dobivanje sljedećih jednadžbi materijalnog bilansa za komponentu za jednostavnu reakciju:
Primjer 7.1. Reakcija hidrogenacije fenola u cikloheksanol odvija se prema jednadžbi
C 6 H 5 OH + ZN 2 = C 6 H 11 OH, ili A + 3B \u003d R.
Izračunajte količinu nastalog proizvoda ako je početna količina komponente A bila 235 kg, a konačna količina 18,8 kg
Rješenje: Reakciju pišemo kao
R - A - ZV \u003d 0.
Molekularne težine komponenti su: M A = 94 kg/kmol, M B = 2 kg/kmol i
M R = 100 kg/kmol. Tada će molarne količine fenola na početku i na kraju reakcije biti:
N A 0 \u003d 235/94 \u003d 2,5; N A 0 = 18,8 / 94 = 0,2; n = (0,2 - 2,5) / (-1) = 2,3.
Količina formiranog cikloheksanola bit će jednaka
N R = 0 +1∙2.3 = 2.3 kmol ili m R = 100∙2.3 = 230 kg.
Određivanje stehiometrijski nezavisnih reakcija u njihovom sistemu u materijalnim i termičkim proračunima reakcionih aparata je neophodno da bi se isključile reakcije koje su zbir ili razlika nekih od njih. Takva procjena se najlakše može izvršiti korištenjem Gramovog kriterija.
Kako se ne bi vršili nepotrebni proračuni, treba procijeniti da li je sistem stehiometrijski zavisan. Za ove namjene potrebno je:
Transponirati originalnu matricu reakcionog sistema;
Pomnožite originalnu matricu sa transponovanom;
Izračunajte determinantu rezultirajuće kvadratne matrice.
Ako je ova determinanta jednaka nuli, onda je reakcioni sistem stehiometrijski zavisan.
Primjer 7.2. Imamo sistem reakcije:
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.
Ovaj sistem je stehiometrijski zavisan jer je treća reakcija zbir druge dvije. Napravimo matricu
Za svaku supstancu u reakciji postoje sledeće količine supstance:
Početna količina i-te supstance (količina supstance pre početka reakcije);
Konačna količina i-te supstance (količina supstance na kraju reakcije);
Količina izreagovane (za početne supstance) ili formirane supstance (za produkte reakcije).
Pošto količina supstance ne može biti negativna, za početne supstance
Od >.
Za produkte reakcije >, dakle, .
Stehiometrijski odnosi - odnosi između količina, masa ili zapremina (za gasove) reagujućih supstanci ili produkta reakcije, izračunati na osnovu jednačine reakcije. Proračuni pomoću jednadžbi reakcija zasnivaju se na osnovnom zakonu stehiometrije: omjer količina reagujućih ili formiranih supstanci (u molovima) jednak je omjeru odgovarajućih koeficijenata u jednadžbi reakcije (stehiometrijski koeficijenti).
Za aluminotermnu reakciju opisanu jednadžbom:
3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe,
količine izreagiranih supstanci i produkta reakcije povezane su kao
Za proračune je prikladnije koristiti drugu formulaciju ovog zakona: omjer količine izreagirane ili formirane tvari kao rezultat reakcije prema njenom stehiometrijskom koeficijentu je konstanta za datu reakciju.
Općenito, za reakciju forme
aA + bB = cC + dD,
gdje mala slova označavaju koeficijente, a velika slova - hemijske supstance, količine reaktanata povezane su omjerom:
Bilo koja dva člana ovog omjera, povezana jednakošću, čine proporciju kemijske reakcije: na primjer,
Ako je masa nastale ili izreagovane supstance reakcije poznata za reakciju, tada se njena količina može naći po formuli
a zatim, koristeći proporciju hemijske reakcije, može se pronaći za preostale supstance reakcije. Supstanca, po čijoj se masi ili količini nalaze mase, količine ili zapremine drugih učesnika u reakciji, ponekad se naziva referentna supstanca.
Ako su date mase nekoliko reagensa, tada se izračunavanje masa preostalih tvari vrši prema tvari koja je manjkava, odnosno potpuno se potroši u reakciji. Količine tvari koje točno odgovaraju jednadžbi reakcije bez viška ili manjka nazivaju se stehiometrijske veličine.
Dakle, u zadacima vezanim za stehiometrijske proračune, glavna radnja je pronaći referentnu tvar i izračunati njenu količinu koja je ušla ili nastala kao rezultat reakcije.
Proračun količine pojedinačne čvrste supstance
gdje je količina pojedinačnih čvrstih A;
Masa pojedinačne čvrste supstance A, g;
Molarna masa supstance A, g/mol.
Proračun količine prirodnog minerala ili mješavine čvrstih tvari
Neka je naveden prirodni mineral pirit čija je glavna komponenta FeS 2 . Pored toga, sastav pirita uključuje nečistoće. Sadržaj glavne komponente ili nečistoća je naznačen u masenim procentima, na primjer, .
Ako je sadržaj glavne komponente poznat, onda
Ako je poznat sadržaj nečistoća, onda
gdje je količina pojedinačne supstance FeS 2, mol;
Masa mineralnog pirita, g.
Slično, količina komponente u mješavini čvrstih tvari se izračunava ako je poznat njen sadržaj u masenim udjelima.
Izračunavanje količine supstance čiste tečnosti
Ako je masa poznata, onda je proračun sličan proračunu za pojedinačnu čvrstu materiju.
Ako je zapremina tečnosti poznata, onda
1. Pronađite masu ove zapremine tečnosti:
m f = V f s f,
gdje je m W masa tekućine g;
V W - zapremina tečnosti, ml;
c w je gustina tečnosti, g/ml.
2. Pronađite broj molova tečnosti:
Ova tehnika je pogodna za bilo koje agregatno stanje materije.
Odrediti količinu supstance H 2 O u 200 ml vode.
Rješenje: ako temperatura nije navedena, tada se pretpostavlja da je gustoća vode 1 g / ml, tada:
Izračunajte količinu otopljene tvari u otopini ako je poznata njena koncentracija
Ako su poznati maseni udio otopljene tvari, gustina otopine i njen volumen
m r-ra \u003d V r-ra s r-ra,
gdje je m p-ra masa otopine, g;
V p-ra - zapremina rastvora, ml;
sa r-ra - gustina rastvora, g / ml.
gdje je masa otopljene tvari, g;
Maseni udio otopljene supstance, izražen u%.
Odrediti količinu supstance azotne kiseline u 500 ml 10% rastvora kiseline gustine 1,0543 g/ml.
Odrediti masu otopine
m r-ra = V r-ra s r-ra = 500 1,0543 = 527,150 g
Odrediti masu čistog HNO 3
Odredite broj molova HNO 3
Ako su poznati molarna koncentracija otopljene tvari i tvari i volumen otopine, onda
gdje je zapremina rastvora, l;
Molarna koncentracija i-te supstance u rastvoru, mol/l.
Proračun količine pojedine gasovite supstance
Ako je data masa gasovite supstance, onda se ona izračunava po formuli (1).
Ako je dat volumen izmjeren u normalnim uslovima, onda prema formuli (2), ako se zapremina gasovite supstance meri pod bilo kojim drugim uslovima, onda prema formuli (3), formule su date na stranicama 6-7.
Koeficijent viška zraka kod ovog načina organizacije procesa sagorijevanja trebao bi odgovarati bogatim smjesama bliskim stehiometrijskim. U ovom slučaju bit će vrlo teško organizirati efikasno sagorijevanje siromašnih smjesa zbog nedovoljno velike brzine širenja fronta plamena s velikom vjerovatnoćom slabljenja izvora paljenja, značajne cikličke neujednačenosti sagorijevanja i, u konačnici, prestanka paljenja. Stoga se ovaj smjer može nazvati izuzetno sporim sagorijevanjem bogatih mješavina plina i zraka.[ ...]
Koeficijent viška vazduha (a) značajno utiče na proces sagorevanja i sastav produkata sagorevanja. Očigledno je da na 1,0) praktično ne utiče na komponentni sastav dimnih gasova i samo dovodi do smanjenja koncentracije komponenti usled razblaživanja sa vazduhom koji se ne koristi u procesu sagorevanja.[...]
Na osnovu stehiometrijskih koeficijenata reakcije za dobijanje dialkilklorotiofosfata i optimalno rešenje za kriterijum 2 namećemo ograničenje X3 = -0,26 (1,087 mol/mol).[ ...]
| 24.5 |
Ovo daje vrijednost stehiometrijskog koeficijenta za unos polifosfata 1/us,p = g P/g COD(HAc).[ ...]
U tabeli. 24.5 prikazuje stehiometrijske faktore prinosa određene u eksperimentima provedenim u šaržnim reaktorima čiste kulture. Ove vrijednosti se, uprkos tome, prilično dobro slažu raznim uslovima mikrobiološki rast [...]
Iz izraza (3.36) nalazimo stehiometrijski koeficijent "sat.r = 0,05 g P / g COD (HAc).[ ...]
[ ...]
Iz primjera 3.2 možete pronaći stehiometrijske koeficijente jednačine za uklanjanje octene kiseline: 1 mol HA (60 g HA) zahtijeva 0,9 mol 02 i 0,9 32 = 29 g 02.[ ...]
| 3.12 |
U ovim formulama, prvi polazni materijal je uključen u sve stehiometrijske jednadžbe i njegov stehiometrijski koeficijent u njima je V/, = -1. Za ovu supstancu su dati stepeni transformacije lu u svakoj stehiometrijskoj jednačini (svi - K). U jednadžbama (3.14) i (3.15) pretpostavlja se da se i-ta komponenta - proizvod za koji se određuju selektivnost i prinos, formira samo u 1. stehiometrijskoj jednačini (tada E / \u003d x () . komponente u ovim formulama se mjere u molovima (oznaka LO, kako je tradicionalno prihvaćeno u hemijskim naukama.[...]
Prilikom sastavljanja redoks jednadžbi pronalaze se stehiometrijski koeficijenti za oksidaciju elementa prije i poslije reakcije. Oksidacija elementa u spojevima određena je brojem elektrona koje atom potroši na stvaranje polarnih i ionskih veza, a predznak oksidacije određen je smjerom pomaka vezanih elektronskih parova. Na primjer, oksidacija jona natrijuma u jedinjenju NaCl je +1, a oksidacija hlora je -I.[ ...]
Pogodnije je predstaviti stehiometriju mikrobiološke reakcije pomoću stehiometrijske jednadžbe ravnoteže, umjesto u obliku tablica faktora prinosa. Takav opis sastava komponenti mikrobiološke ćelije zahtijevao je korištenje empirijske formule. Eksperimentalno je utvrđena formula supstance ćelije C5H702N, koja se često koristi u pripremi stehiometrijskih jednačina.[ ...]
U tabeli. Slika 3.6 prikazuje tipične vrijednosti za kinetičke i druge konstante, kao i stehiometrijske koeficijente, za aerobni proces pročišćavanja gradskih otpadnih voda. Treba napomenuti da postoji određena korelacija između pojedinačnih konstanti, pa je potrebno koristiti skup konstanti iz jednog izvora, a ne birati pojedinačne konstante iz različitih izvora. U tabeli. 3.7 pokazuje slične korelacije.[ ...]
Metoda je standardizirana poznatim količinama joda, pretvorenim u ozon, na osnovu stehiometrijskog koeficijenta jednakog jedan (1 mol ozona oslobađa 1 mol joda). Ovaj koeficijent potvrđuju i rezultati brojnih istraživanja na osnovu kojih su utvrđene stehiometrijske reakcije ozona sa olefinima. Sa drugačijim koeficijentom, ove rezultate bi bilo teško objasniti. Međutim, u radu je utvrđeno da je navedeni koeficijent 1,5. To je u skladu sa podacima prema kojima se pri pH 9 dobija stehiometrijski koeficijent jednak jedan, a u kiseloj sredini se oslobađa mnogo više joda nego u neutralnoj i alkalnoj.[ ...]
Ispitivanja su obavljena pri punom opterećenju i konstantnoj brzini radilice od 1.500 min1. Koeficijent viška zraka varirao je u rasponu od 0,8 [ ...]
Materijalni procesi u živoj prirodi, ciklusi biogenih elemenata povezani su sa energetskim tokovima stehiometrijskim koeficijentima koji variraju kod najrazličitijih organizama samo unutar istog reda. Istovremeno, zahvaljujući visoka efikasnost katalize, energetski troškovi za sintezu novih supstanci u organizmima su mnogo manji nego u tehničkim analogama ovih procesa.[...]
Mjerenja karakteristika motora i emisije štetnih emisija za sve komore za sagorijevanje vršena su u širokom rasponu promjena koeficijenta viška zraka od stehiometrijske vrijednosti do ekstremno siromašne smjese. Na sl. 56 i 57 prikazani su glavni rezultati u zavisnosti od a, dobijeni pri brzini od 2000 min i široko otvorenom gasu. Vrijednost ugla napredovanja paljenja izabrana je iz uslova dobijanja maksimalnog obrtnog momenta.[ ...]
Biološki proces uklanjanja fosfora je složen, pa je, naravno, naš pristup uvelike pojednostavljen. U tabeli. 8.1 predstavlja skup stehiometrijskih koeficijenata koji opisuju procese koji se odvijaju uz učešće FAO-a. Tabela izgleda komplikovano, ali su u njoj već napravljena pojednostavljenja.[ ...]
U jednom od najnovijih radova pretpostavlja se da 1 mol NO2 daje 0,72 g-jona NO7. Prema podacima Međunarodne organizacije za standardizaciju, stehiometrijski koeficijent zavisi od sastava reagenasa Griessovog tipa. Predloženo je šest varijanti ovog reagensa, koje se razlikuju po sastavu njegovih komponenti, a naznačeno je da je efikasnost apsorpcije za sve vrste apsorpcionih rastvora 90%, a stehiometrijski koeficijent, uzimajući u obzir efikasnost apsorpcije, varira od 0,8 do 1. Smanjenje količine NEDA i zamjena sulfanilne kiseline sulfanilamidom (bijeli streptocid) daje veću vrijednost ovog koeficijenta. Autori rada to objašnjavaju gubitkom HN02 zbog stvaranja NO tokom nuspojava.[...]
Prilikom projektovanja postrojenja za biohemijski tretman Otpadne vode i analizom njihovog rada obično se koriste sljedeći proračunski parametri: brzina biološke oksidacije, stehiometrijski koeficijenti za akceptore elektrona, brzina rasta i fizička svojstva biomasa aktivnog mulja. Proučavanje kemijskih promjena u vezi s biološkim transformacijama koje se dešavaju u bioreaktoru omogućava da se dobije prilično potpuna slika rada strukture. Za anaerobne sisteme, koji uključuju anaerobne filtere, takve informacije su potrebne kako bi se osigurala optimalna pH vrijednost okoliša, što je glavni faktor u normalnom radu postrojenja za tretman. U nekim aerobnim sistemima, kao što su oni u kojima dolazi do nitrifikacije, kontrola pH medijuma je takođe neophodna da bi se obezbedile optimalne stope rasta mikroba. Za zatvorene objekte za tretman koji su ušli u praksu krajem 60-ih, a koji koriste čisti kiseonik (oxy-tank), studija hemijske interakcije postala neophodna ne samo za kontrolu pH, već i za inženjerski proračun opreme za gasovod.[ ...]
Konstanta brzine katalitičke konverzije k u opštem slučaju na datoj temperaturi je funkcija konstanti brzine direktne, reverzne i sporedne reakcije, kao i koeficijenata difuzije početnih reagenasa i njihovih proizvoda interakcije. Brzina heterogenog katalitičkog procesa određena je, kao što je gore navedeno, relativnim brzinama njegovih pojedinačnih faza i ograničena je najsporijim od njih. Kao rezultat toga, redoslijed katalitičke reakcije gotovo se nikada ne poklapa s molekularnošću reakcije koja odgovara stehiometrijskom omjeru u jednadžbi za ovu reakciju, a izrazi za izračunavanje konstante brzine katalitičke konverzije su specifični za određene faze i uvjete za njegovu implementaciju.[...]
Da bi se kontrolirala reakcija neutralizacije, mora se znati koliko kiseline ili baze dodati u otopinu da bi se dobila željena pH vrijednost. Za rješavanje ovog problema može se koristiti metoda empirijske procjene stehiometrijskih koeficijenata, koja se provodi titracijom.[ ...]
Ravnotežni sastav produkata sagorevanja u komori određen je zakonom dejstva mase. Prema ovom zakonu, brzina hemijskih reakcija je direktno proporcionalna koncentraciji početnih reagensa, od kojih je svaki uzet u stepenu koji je jednak stehiometrijskom koeficijentu sa kojim supstanca ulazi u jednačinu hemijske reakcije. Na osnovu sastava goriva možemo pretpostaviti da će se proizvodi sagorevanja, na primer, tečna raketna goriva u komori sastojati od CO2, H20, CO, NO, OH, N2, H2, N. H, O, za solidan raketno gorivo- od A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20 na T \u003d 1100 ... 2200 K. [ ...]
Da bi se potkrijepila mogućnost korištenja dvostepenog sagorijevanja prirodnog plina, provedena su eksperimentalna istraživanja raspodjele lokalnih temperatura, koncentracija dušikovih oksida i zapaljivih tvari po dužini plamena u zavisnosti od koeficijenta viška zraka koji se dovodi kroz gorionik. . Eksperimenti su izvedeni sa sagorevanjem prirodnog gasa u peći kotla PTVM-50 opremljenog VTI vorteks gorionikom sa perifernim ispuštanjem gasnog mlaza u vrtložni poprečni tok vazduha. Utvrđeno je da se pri ag O.wb proces sagorijevanja goriva završava na udaljenosti 1f/X>out = 4,2, a pri ag = 1,10 - na udaljenosti bf10out = 3,6. Ovo ukazuje na produženje procesa sagorevanja u uslovima značajno drugačijim od stehiometrijskih.[ ...]
Pojednostavljena matrica parametara procesa sa aktivnim muljem bez nitrifikacije prikazana je u tabeli. 4.2. Ovdje se pretpostavlja da tri glavna faktora doprinose procesu konverzije: biološki rast, degradacija i hidroliza. Brzine reakcije su navedene u desnoj koloni, a koeficijenti prikazani u tabeli su stehiometrijski. Koristeći tabelarne podatke, može se napisati jednačina ravnoteže mase, na primjer, za lako razgradljivu organsku tvar Bae u reaktoru koji se savršeno miješa. Izrazi odgovorni za transport ne trebaju objašnjenje. Pronalazimo dva izraza koji opisuju transformacije supstance množenjem stehiometrijskih koeficijenata iz (u ovom slučaju) "komponentnih" kolona sa odgovarajućim brzinama reakcije iz desnog stupca tabele. 4.2.[ ...]
Na sl. 50 prikazuje promjenu sadržaja Wx u produktima sagorijevanja (g / kWh) ovisno o sastavu smjese i vremenu paljenja. Jer stvaranje NOx u velikoj mjeri ovisi o temperaturi plina, s ranim paljenjem emisija NOx se povećava. Zavisnost formiranja 1 Ux o koeficijentu viška vazduha je složenija, jer Postoje dva suprotstavljena faktora. Stvaranje 1NHOx ovisi o koncentraciji kisika u zapaljivoj smjesi i temperaturi. Naginjanje smjese povećava koncentraciju kisika, ali smanjuje maksimalnu temperaturu sagorijevanja. To dovodi do činjenice da se maksimalni sadržaj postiže pri radu sa mješavinama nešto lošijim od stehiometrijskih. Pri istim vrijednostima koeficijenta viška zraka, efektivna efikasnost ima maksimum.[ ...]
Na sl. Slika 7.2 prikazuje eksperimentalne ovisnosti koncentracije metanola o koncentraciji NO3-N na izlazu iz potpuno istisnutog biofiltera. Linije koje povezuju eksperimentalne tačke karakterišu distribuciju supstance duž filtera pri različitim odnosima Smc/Sn.Nagib krive odgovara vrednosti stehiometrijskog koeficijenta: 3,1 kg CH3OH/kg NO -N.
Relacija koja povezuje koncentracije reagujućih supstanci sa konstantom ravnoteže je matematički izraz zakona delovanja mase, koji se može formulisati na sledeći način: za datu reverzibilnu reakciju u stanju hemijske ravnoteže, odnos proizvoda ravnotežne koncentracije produkta reakcije u proizvod ravnotežnih koncentracija polaznih supstanci na datoj temperaturi je konstantna vrijednost, a koncentracija svake tvari mora se podići na stepen njenog stehiometrijskog koeficijenta.[...]
U Sovjetskom Savezu, metoda Polezhaeva i Girina se koristi za određivanje NO¡¡ u atmosferi. Ova metoda koristi 8% otopinu KJ za hvatanje dušikovog dioksida. Određivanje nitritnih jona u nastaloj otopini provodi se pomoću Griess-Ilosvay reagensa. Rastvor kalijum jodida je mnogo efikasniji apsorber NO2 od rastvora alkalija. Sa svojom zapreminom (samo 6 ml) i brzinom protoka vazduha (0,25 l/min), ne više od 2% NO2 ne klizi kroz apsorpcioni uređaj sa poroznom staklenom pločom. Odabrani uzorci su dobro očuvani (oko mjesec dana). Stehiometrijski koeficijent za apsorpciju NOa rastvorom KJ je 0,75, uzimajući u obzir proboj. Prema našim podacima, NO ne interferira sa ovom metodom u omjeru koncentracija NO:NOa od 3:1.[ ...]
Nedostaci ove metode, koja je naširoko uvedena u praksu visokotemperaturne obrade otpada, je potreba za korištenjem skupih alkalnih reagenasa (NaOH i Na2CO3). Na ovaj način moguće je zadovoljiti potrebe brojnih industrija koje trebaju neutralizirati male količine tekućeg otpada širokim spektrom komponenti. hemijski sastav i bilo koji sadržaj organohlornih jedinjenja. Međutim, sagorevanju rastvarača koji sadrže hlor treba pristupati s oprezom, jer pod određenim uslovima (1 > 1200°C, koeficijent viška vazduha > 1,5), izduvni gasovi mogu sadržati fosgen – visoko otrovan ugljen-hlor, ili hlorid ugljene kiseline (COC12 ). Koncentracija ove supstance opasna po život je 450 mg po 1 m3 vazduha.[...]
Procese luženja ili hemijskog trošenja teško rastvorljivih minerala ili njihovih asocijacija karakteriše stvaranje novih čvrste faze; ravnoteže između njih i otopljenih komponenti analiziraju se korištenjem termodinamičkih dijagrama stanja. Fundamentalne poteškoće ovdje obično nastaju u vezi sa potrebom da se opiše kinetika procesa, bez kojih njihovo razmatranje često nije opravdano. Odgovarajući kinetički modeli zahtijevaju odraz kemijskih interakcija u eksplicitnom obliku - kroz parcijalne koncentracije reaktanata cx, uzimajući u obzir stehiometrijske koeficijente V. specifičnih reakcija.
