Mida tähendab sama stöhhiomeetriline koostis. Stöhhiomeetrilised suhted. Stöhhiomeetria on keemilise tootmise teoreetiline alus

Selle põlemisprotsessi korraldamise meetodi korral peaks liigne õhukoefitsient vastama stöhhiomeetrilisele lähedasele rikkalikele segudele. Sel juhul on leegi frondi ebapiisavalt suure levimiskiiruse ja suure tõenäosusega süüteallikate nõrgenemise, põlemise olulise tsüklilise ebaühtlase ja lõpptulemusena süütetõrgete tõttu väga raske korraldada lahjade segude tõhusat põlemist. Seega võib seda suunda nimetada rikkalike gaasi-õhu segude üliaeglaseks põlemiseks.[ ...]

Liigne õhukoefitsient (a) mõjutab oluliselt põlemisprotsessi ja põlemissaaduste koostist. On ilmne, et 1,0 juures see praktiliselt ei mõjuta suitsugaaside komponentide koostist ja põhjustab ainult komponentide kontsentratsiooni vähenemist põlemisprotsessis kasutamata õhuga lahjendamise tõttu.[ ...]

Põhineb reaktsiooni stöhhiomeetrilistel koefitsientidel dialküülklorotiofosfaadi ja optimaalne lahendus kriteeriumi 2 jaoks kehtestame piirangu X3 = -0,26 (1,087 mol/mol).[ ...]

24.5

See annab polüfosfaadi tarbimise stöhhiomeetrilise koefitsiendi väärtuse 1/us,p = g P/g COD(HAc).[ ...]

Tabelis. 24.5 näitab puhaskultuuri perioodilistes reaktorites tehtud katsetes määratud stöhhiomeetrilisi saagistegureid. Vaatamata sellele on need väärtused üsna hästi kooskõlas erinevaid tingimusi mikrobioloogiline kasv.[ ...]

Avaldisest (3.36) leiame stöhhiomeetrilise koefitsiendi "sat.r = 0,05 g P / g COD (HAc).[ ...]

[ ...]

Näitest 3.2 leiate äädikhappe eemaldamise võrrandi stöhhiomeetrilised koefitsiendid: 1 mol HA-de (60 g HA-de) jaoks on vaja 0,9 mol 02 ja 0,9 32 = 29 g 02.[ ...]

3.12

Nendes valemites sisaldub esimene lähteaine kõigis stöhhiomeetrilistes võrrandites ja selle stöhhiomeetriline koefitsient neis on V/, = -1. Selle aine jaoks on igas stöhhiomeetrilises võrrandis antud teisendusastmed lu (kõik need - K). Valemites (3.14) ja (3.15) eeldatakse, et i-s komponent – ​​korrutis, mille puhul määratakse selektiivsus ja saagis – moodustub ainult 1. stöhhiomeetrilises võrrandis (siis E / \u003d x () . komponente nendes valemites mõõdetakse moolides (tähistus LO, nagu keemiateadustes traditsiooniliselt aktsepteeritakse.[ ...]

Redoksvõrrandi koostamisel leitakse stöhhiomeetrilised koefitsiendid elemendi oksüdatsioonile enne ja pärast reaktsiooni. Elemendi oksüdatsiooni ühendites määrab elektronide arv, mille aatom kulutab polaarsete ja ioonsete sidemete moodustumiseks, oksüdatsioonimärgi aga siduvate elektronpaaride nihke suund. Näiteks naatriumiooni oksüdatsioon NaCl ühendis on +1 ja klooril -I.[ ...]

Mikrobioloogilise reaktsiooni stöhhiomeetriat on mugavam esitada stöhhiomeetrilise tasakaalu võrrandiga, mitte saagisteguri tabelite kujul. Selline mikrobioloogilise raku komponentide koostise kirjeldamine eeldas empiirilise valemi kasutamist. Eksperimentaalselt pandi paika raku aine valem C5H702N, mida kasutatakse sageli stöhhiomeetriliste võrrandite koostamisel.[ ...]

Tabelis. Joonisel 3.6 on näidatud asulareovee aeroobse puhastusprotsessi kineetiliste ja muude konstantide tüüpilised väärtused, samuti stöhhiomeetrilised koefitsiendid. Tuleb märkida, et üksikute konstantide vahel on teatud korrelatsioon, mistõttu on vaja kasutada ühest allikast pärit konstantide kogumit, mitte valida üksikuid konstante erinevatest allikatest. Tabelis. 3.7 näitab sarnaseid seoseid.[ ...]

Meetod on standarditud osooniks muundatud teadaolevate joodikogustega, mis põhinevad stöhhiomeetrilisel koefitsiendil, mis on võrdne ühega (1 mool osooni vabastab 1 mooli joodi). Seda koefitsienti toetavad mitmete uuringute tulemused, mille põhjal tehti kindlaks osooni stöhhiomeetrilised reaktsioonid olefiinidega. Erineva koefitsiendiga oleks neid tulemusi raske seletada. Töös leiti aga, et näidatud koefitsient on 1,5. See on kooskõlas andmetega, mille kohaselt saadakse pH 9 juures stöhhiomeetriline koefitsient, mis võrdub ühega ning happelises keskkonnas eraldub palju rohkem joodi kui neutraalses ja aluselises.[ ...]

Katsed viidi läbi täiskoormusel ja väntvõlli konstantsel pöörete arvul 1500 min1. Liigne õhu koefitsient kõikus vahemikus 0,8 [ ...]

Materiaalsed protsessid eluslooduses, biogeensete elementide tsüklid on energiavoogudega seotud stöhhiomeetriliste koefitsientide abil, mis varieeruvad kõige erinevamates organismides vaid sama järjekorra piires. Samas tänu kõrge efektiivsusega katalüüsi puhul on uute ainete sünteesi energiakulud organismides palju väiksemad kui nende protsesside tehnilistel analoogidel.[ ...]

Mootori karakteristikute ja kahjulike heitkoguste mõõtmised kõigi põlemiskambrite jaoks viidi läbi suures vahemikus, muutes liigse õhu koefitsienti stöhhiomeetrilisest väärtusest äärmiselt lahja seguni. Joonisel fig. 56 ja 57 näitavad põhitulemusi sõltuvalt a-st, mis on saadud kiirusel 2000 min ja lahtise gaasihoovaga. Süüte etteandenurga väärtus valiti maksimaalse pöördemomendi saamise tingimusest.[ ...]

Fosfori eemaldamise bioloogiline protsess on keeruline, seega on meie lähenemine loomulikult oluliselt lihtsustatud. Tabelis. 8.1 esitab stöhhiomeetriliste koefitsientide komplekti, mis kirjeldab FAO osalusel toimuvaid protsesse. Tabel tundub keeruline, kuid selles on juba tehtud lihtsustusi.[ ...]

Ühes viimases töös eeldatakse, et 1 mol NO2 annab 0,72 g-iooni NO7. Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni andmetel sõltub stöhhiomeetriline koefitsient Griessi tüüpi reaktiivide koostisest. Pakutakse välja kuus selle reagendi varianti, mis erinevad selle komponentide koostise poolest ja on näidatud, et igat tüüpi absorptsioonilahuste neeldumistõhusus on 90% ja stöhhiomeetriline koefitsient, võttes arvesse absorptsiooniefektiivsust, varieerub vahemikus 0,8 kuni 1. NEDA koguse vähendamine ja sulfaniilhappe asendamine sulfaniilamiidiga (valge streptotsiid) annab selle koefitsiendi suurema väärtuse. Töö autorid selgitavad seda HN02 kaoga, mis on tingitud NO tekkest kõrvalreaktsioonide käigus.[ ...]

Biokeemilise puhastusrajatiste projekteerimisel Reovesi ja nende töö analüüsimisel kasutatakse tavaliselt järgmisi arvutusparameetreid: bioloogilise oksüdatsiooni kiirus, elektronaktseptorite stöhhiomeetrilised koefitsiendid, kasvukiirus ja füüsikalised omadused aktiivmuda biomass. Bioreaktoris toimuvate bioloogiliste transformatsioonidega seotud keemiliste muutuste uurimine võimaldab saada üsna täieliku pildi struktuuri toimimisest. Anaeroobsete süsteemide puhul, mis sisaldavad anaeroobseid filtreid, on selline teave vajalik, et tagada keskkonna optimaalne pH väärtus, mis on puhastusseadmete normaalse töö põhitegur. Mõnedes aeroobsetes süsteemides, näiteks sellistes, kus toimub nitrifikatsioon, on mikroobide optimaalse kasvu tagamiseks vajalik ka söötme pH reguleerimine. 60ndate lõpus praktikasse jõudnud suletud puhastite puhul, mis kasutavad puhast hapnikku (hapnikupaak), muutus keemiliste vastastikmõjude uurimine vajalikuks mitte ainult pH reguleerimiseks, vaid ka gaasitorustiku seadmete tehniliste arvutuste jaoks.[ . ..]

Üldjuhul katalüütilise konversiooni konstant k antud temperatuuril on otse-, pöörd- ja kõrvalreaktsiooni kiiruskonstantide funktsioon, samuti algreagentide ja nende interaktsiooniproduktide difusioonikoefitsiendid. Heterogeense katalüütilise protsessi kiiruse määravad, nagu eespool märgitud, selle üksikute etappide suhtelised kiirused ja seda piiravad neist aeglasemad. Selle tulemusena ei lange katalüütilise reaktsiooni järjekord peaaegu kunagi kokku reaktsiooni molekulaarsusega, mis vastab stöhhiomeetrilisele suhtele selle reaktsiooni võrrandis ning katalüütilise muundamise kiiruskonstandi arvutamise avaldised on spetsiifilised konkreetsete etappide ja tingimuste jaoks. selle rakendamiseks.[ ...]

Neutraliseerimisreaktsiooni kontrollimiseks peab teadma, kui palju hapet või alust lahusele lisada, et saavutada soovitud pH väärtus. Selle probleemi lahendamiseks saab kasutada stöhhiomeetriliste koefitsientide empiirilise hindamise meetodit, mis viiakse läbi tiitrimise abil.[ ...]

Põlemissaaduste tasakaaluline koostis kambris määratakse massimõju seadusega. Selle seaduse kohaselt on keemiliste reaktsioonide kiirus otseselt võrdeline algsete reaktiivide kontsentratsiooniga, millest igaüks on võrdne stöhhiomeetrilise koefitsiendiga, millega aine võrrandisse siseneb. keemiline reaktsioon. Kütuste koostise põhjal võib eeldada, et põlemissaadused, näiteks vedelad raketikütused kambris koosnevad CO2, H20, CO, NO, OH, N2, H2, N. H, O, tahke raketikütus- alates A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20 T = 1100 ... 2200 K. [ ...]

Maagaasi kaheastmelise põletamise võimaluse põhjendamiseks viidi läbi eksperimentaalsed uuringud kohalike temperatuuride jaotumise, lämmastikoksiidide ja põlevate ainete kontsentratsioonide jaotuse kohta leegi pikkuses sõltuvalt põleti kaudu tarnitava liigõhu koefitsiendist. . Katsed viidi läbi maagaasi põletamisega PTVM-50 katla ahjus, mis oli varustatud perifeerse gaasijoa väljalaskega VTI keerispõletiga keerlevasse põikisuunalisse õhuvoolu. On kindlaks tehtud, et ag O.wb juures lõpeb kütuse põlemisprotsess kaugusel 1f/X>out = 4,2 ja ag = 1,10 - kaugusel bf10out = 3,6. See näitab põlemisprotsessi pikenemist tingimustes, mis erinevad oluliselt stöhhiomeetrilistest tingimustest.[ ...]

Protsessi parameetrite lihtsustatud maatriks aktiivmudaga ilma nitrifikatsioonita on esitatud tabelis. 4.2. Siin eeldatakse, et konversiooniprotsessi mõjutavad kolm peamist tegurit: bioloogiline kasv, lagunemine ja hüdrolüüs. Reaktsioonikiirused on näidatud parempoolses veerus ja tabelis esitatud koefitsiendid on stöhhiomeetrilised. Tabeliandmete abil saab kirjutada massibilansi võrrandi näiteks kergesti laguneva orgaanilise aine Be jaoks ideaalselt segatavas reaktoris. Transpordi eest vastutavad väljendid ei vaja selgitust. Leiame kaks avaldist, mis kirjeldavad aine teisendusi, korrutades (antud juhul) "komponendi" veergude stöhhiomeetrilised koefitsiendid vastavate reaktsioonikiirustega tabeli parempoolsest veerust. 4.2.[ ...]

Joonisel fig. 50 on näidatud põlemisproduktide Wx sisalduse muutus (g / kWh) sõltuvalt segu koostisest ja süüteajast. Sest NOx teke sõltub suuresti gaasi temperatuurist, varajasel süttimisel NOx emissioon suureneb. 1 Ux moodustumise sõltuvus liigse õhu koefitsiendist on keerulisem, kuna On kaks vastandlikku tegurit. 1NHOx moodustumine sõltub hapniku kontsentratsioonist põlevas segus ja temperatuurist. Segu kallutamine suurendab hapniku kontsentratsiooni, kuid vähendab maksimaalset põlemistemperatuuri. See toob kaasa asjaolu, et maksimaalne sisaldus saavutatakse stöhhiomeetrilisest pisut viletsamate segudega töötamisel. Liigse õhukoefitsiendi samade väärtuste korral on efektiivne efektiivsus maksimaalne.[ ...]

Joonisel fig. Joonisel 7.2 on näidatud metanooli kontsentratsiooni eksperimentaalsed sõltuvused NO3-N kontsentratsioonist täieliku nihkega biofiltri väljalaskeava juures. Katsepunkte ühendavad jooned iseloomustavad aine jaotumist piki filtrit erinevatel Smc/Sn suhetel Kõverate kalle vastab stöhhiomeetrilise koefitsiendi väärtusele: 3,1 kg CH3OH/kg NO -N.

Reageerivate ainete kontsentratsioone tasakaalukonstandiga ühendav seos on massimõju seaduse matemaatiline väljend, mille saab sõnastada järgmiselt: antud pöörduva reaktsiooni korral keemilises tasakaalus on keemiliste ainete korrutise suhe. Reaktsiooniproduktide tasakaalukontsentratsioonid lähteainete tasakaalukontsentratsioonide korrutisega antud temperatuuril on konstantne väärtus ja iga aine kontsentratsiooni tuleb tõsta tema stöhhiomeetrilise koefitsiendi astmeni.[ ...]

Nõukogude Liidus kasutatakse NO¡¡ määramiseks atmosfääris Poležajevi ja Girina meetodit. See meetod kasutab lämmastikdioksiidi sidumiseks 8% KJ lahust. Saadud lahuses määratakse nitritioonide sisaldus Griess-Ilosvay reaktiivi abil. Kaaliumjodiidi lahus on palju tõhusam NO2 absorbeerija kui leeliselahus. Oma mahu (ainult 6 ml) ja õhuvoolu kiirusega (0,25 l / min) ei libise poorse klaasplaadiga neeldumisseadmest läbi rohkem kui 2% NO2. Valitud proovid on hästi säilinud (umbes kuu). KJ lahuse NOa neeldumise stöhhiomeetriline koefitsient on läbimurret arvesse võttes 0,75. Meie andmetel ei sega NO seda meetodit NO:NOa kontsentratsioonide suhtega 3:1.[ ...]

Selle meetodi puuduseks, mis on laialdaselt kasutusele võetud kõrge temperatuuriga jäätmete töötlemise praktikas, on vajadus kasutada kalleid aluselisi reaktiive (NaOH ja Na2CO3). Nii on võimalik rahuldada paljude tööstusharude vajadusi, mis peavad neutraliseerima väikeses koguses vedelaid jäätmeid suure hulga komponentidega. keemiline koostis ja mis tahes kloororgaaniliste ühendite sisaldus. Kloori sisaldavate lahustite põletamisel tuleks aga suhtuda ettevaatlikult, kuna teatud tingimustes (1 > 1200 °C, õhu üleliigne koefitsient > 1,5) võivad heitgaasid sisaldada fosgeeni – väga mürgist süsinikkloori või süsihappekloriidi (COC12). ). Selle aine eluohtlik kontsentratsioon on 450 mg 1 m3 õhu kohta.[ ...]

Vähelahustuvate mineraalide või nende koosluste leostumise või keemilise murenemise protsessidele on iseloomulik uute tahked faasid; nende ja lahustunud komponentide vahelist tasakaalu analüüsitakse termodünaamiliste olekudiagrammide abil. Põhimõttelised raskused tekivad siin tavaliselt seoses protsesside kineetika kirjeldamise vajadusega, ilma milleta pole nende käsitlemine sageli õigustatud. Vastavad kineetilised mudelid nõuavad keemiliste vastastikmõjude kajastamist eksplitsiitsel kujul – läbi reagentide osakontsentratsioonide cx, võttes arvesse spetsiifiliste reaktsioonide stöhhiomeetrilisi koefitsiente V..

Iga reaktsioonis osaleva aine kohta on aine kogused järgmised:

i-nda aine algkogus (aine kogus enne reaktsiooni algust);

i-nda aine lõplik kogus (aine kogus reaktsiooni lõpus);

Reageeritud (lähteainete puhul) või moodustunud aine kogus (reaktsiooniproduktide puhul).

Kuna aine kogus ei saa olla negatiivne, siis lähteainete puhul

Alates >.

Reaktsiooniproduktide puhul > seega .

Stöhhiomeetrilised suhted - reageerivate ainete või reaktsioonisaaduste koguste, masside või ruumalade (gaaside puhul) suhted, mis arvutatakse reaktsioonivõrrandi alusel. Reaktsioonivõrrandite abil tehtud arvutused põhinevad stöhhiomeetria põhiseadusel: reageerivate või moodustunud ainete koguste suhe (moolides) võrdub reaktsioonivõrrandis olevate vastavate koefitsientide suhtega (stöhhiomeetrilised koefitsiendid).

Aluminotermilise reaktsiooni jaoks, mida kirjeldatakse võrrandiga:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe,

reageerinud ainete ja reaktsioonisaaduste kogused on omavahel seotud

Arvutamiseks on mugavam kasutada selle seaduse teist sõnastust: reaktsiooni tulemusena reageerinud või moodustunud aine koguse ja selle stöhhiomeetrilise koefitsiendi suhe on antud reaktsiooni jaoks konstant.

Üldiselt vormi reaktsiooni jaoks

aA + bB = cC + dD,

kus väikesed tähed tähistavad koefitsiente ja suured tähed - keemilised ained, on reagentide kogused seotud suhtega:

Selle suhte mis tahes kaks liiget, mis on seotud võrdsusega, moodustavad keemilise reaktsiooni osa: näiteks

Kui reaktsiooni jaoks on teada moodustunud või reageerinud aine mass, saab selle koguse leida valemiga

ja seejärel saab keemilise reaktsiooni osakaalu kasutades leida reaktsiooni ülejäänud ainete jaoks. Ainet, mille massi või koguse järgi leitakse teiste reaktsioonis osalejate massid, kogused või mahud, nimetatakse mõnikord võrdlusaineks.

Kui on antud mitme reaktiivi massid, siis ülejäänud ainete masside arvutamine toimub defitsiidis oleva aine järgi, st reaktsioonis täielikult ära kulunud aine järgi. Ainete koguseid, mis vastavad täpselt reaktsioonivõrrandile ilma liigse või puudujäägita, nimetatakse stöhhiomeetrilisteks suurusteks.

Seega on stöhhiomeetriliste arvutustega seotud ülesannete põhitegevuseks reaktsiooni tulemusena sisenenud või moodustunud võrdlusaine leidmine ja selle koguse arvutamine.

Üksiku tahke aine koguse arvutamine

kus on üksiku tahke aine A kogus;

Üksiku tahke aine A mass, g;

Aine A molaarmass, g/mol.

Loodusliku mineraali või tahkete ainete segu koguse arvutamine

Olgu toodud looduslik mineraalne püriit, mille põhikomponendiks on FeS 2 . Lisaks sellele sisaldab püriidi koostis lisandeid. Põhikomponendi või lisandite sisaldus on näidatud massiprotsentides, näiteks .

Kui põhikomponendi sisu on teada, siis

Kui lisandite sisaldus on teada, siis

kus on üksiku aine FeS 2 kogus, mol;

Mineraalpüriidi mass, g.

Samamoodi arvutatakse komponendi kogus kuivainete segus, kui on teada selle sisaldus massiosades.

Puhta vedeliku ainekoguse arvutamine

Kui mass on teada, on arvutus sarnane üksiku tahke aine arvutusega.

Kui vedeliku maht on teada, siis

1. Leidke selle vedelikumahu mass:

m f = V f s f,

kus m W on vedeliku mass g;

V W - vedeliku maht, ml;

c w on vedeliku tihedus, g/ml.

2. Leidke vedeliku moolide arv:

See tehnika sobib iga aine agregeeritud oleku jaoks.

Määrake aine H 2 O kogus 200 ml vees.

Lahendus: kui temperatuuri pole määratud, siis eeldatakse, et vee tihedus on 1 g / ml, siis:

Arvutage lahustunud aine kogus lahuses, kui selle kontsentratsioon on teada

Kui on teada lahustunud aine massiosa, lahuse tihedus ja ruumala, siis

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra,

kus m p-ra on lahuse mass, g;

V p-ra - lahuse maht, ml;

r-ra-ga - lahuse tihedus, g / ml.

kus on lahustunud aine mass, g;

Lahustunud aine massiosa, väljendatud protsentides%.

Määrake lämmastikhappe aine kogus 500 ml 10% happelahuses tihedusega 1,0543 g/ml.

Määrake lahuse mass

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra \u003d 500 1,0543 \u003d 527,150 g

Määrake puhta HNO 3 mass

Määrake HNO 3 moolide arv

Kui on teada lahustunud aine ja aine molaarne kontsentratsioon ning lahuse maht, siis

kus on lahuse maht l;

I-nda aine molaarne kontsentratsioon lahuses, mol/l.

Üksiku gaasilise aine koguse arvutamine

Kui on antud gaasilise aine mass, siis arvutatakse see valemiga (1).

Kui on antud normaaltingimustes mõõdetud maht, siis valemi (2) järgi, kui gaasilise aine ruumala mõõdetakse mis tahes muudel tingimustel, siis valemi (3) järgi on valemid toodud lk 6-7.

Kõik kvantitatiivsed suhted keemiliste protsesside arvutamisel põhinevad reaktsioonide stöhhiomeetrial. Sellistes arvutustes on mugavam väljendada aine kogust moolides või tuletatud ühikutes (kmol, mmol jne). Mool on üks SI põhiühikuid. Üks mool mis tahes ainet vastab selle kogusele, arvuliselt võrdne molekulmassiga. Seetõttu tuleks antud juhul molekulmassi käsitleda mõõtmete väärtusena ühikutega: g/mol, kg/kmol, kg/mol. Nii näiteks on lämmastiku molekulmass 28 g/mol, 28 kg/kmol, aga 0,028 kg/mol.

Aine mass ja molaarkogused on seotud teadaolevate seostega

N A \u003d m A / M A; m A = N A M A,

kus NA on komponendi A kogus, mol; m A on selle komponendi mass, kg;

M A - komponendi A molekulmass, kg/mol.

Pidevates protsessides saab aine A voolu väljendada selle mol-

kogus ajaühiku kohta

kus W A on komponendi A molaarvool, mol/s; τ - aeg, s.

Lihtsa reaktsiooni jaoks, mis kulgeb peaaegu pöördumatult, tavaliselt stöhhiomeet

ric võrrand on kirjutatud kujul

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

Mugavam on aga kirjutada stöhhiomeetriline võrrand algebra kujul

th, eeldades, et reagentide stöhhiomeetrilised koefitsiendid on negatiivsed ja reaktsiooniproduktid on positiivsed:

Seejärel saame iga lihtsa reaktsiooni jaoks kirjutada järgmised võrdsused:

Indeks "0" viitab komponendi esialgsele kogusele.

Need võrdsused annavad aluse saada lihtsa reaktsiooni jaoks järgmised materjalibilansi võrrandid:

Näide 7.1. Fenooli hüdrogeenimisreaktsioon tsükloheksanooliks toimub vastavalt võrrandile

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

Arvutage moodustunud toote kogus, kui komponendi A algkogus oli 235 kg ja lõppkogus 18,8 kg

Lahendus: kirjutame reaktsiooni kui

R - A - ZV \u003d 0.

Komponentide molekulmassid on järgmised: M A = 94 kg/kmol, M B = 2 kg/kmol ja

MR = 100 kg/kmol. Siis on fenooli molaarsed kogused reaktsiooni alguses ja lõpus:

N A 0 \u003d 235/94 \u003d 2,5; N A 0 \u003d 18,8 / 94 \u003d 0,2; n \u003d (0,2 - 2,5) / (-1) \u003d 2,3.

Moodustunud tsükloheksanooli kogus on võrdne

N R = 0 +1∙2,3 = 2,3 kmol või m R = 100∙2,3 = 230 kg.

Stöhhiomeetriliselt sõltumatute reaktsioonide määramine nende süsteemis reaktsiooniaparaatide materjali- ja soojusarvutustes on vajalik, et välistada reaktsioonid, mis on mõne neist summadest või erinevustest. Sellist hindamist saab kõige hõlpsamini läbi viia Grami kriteeriumi abil.

Et mitte teha tarbetuid arvutusi, tuleks hinnata, kas süsteem on stöhhiomeetriliselt sõltuv. Nendel eesmärkidel on vaja:

Transponeerida reaktsioonisüsteemi algmaatriks;

Korrutage algne maatriks transponeeritud maatriksiga;

Arvutage saadud ruutmaatriksi determinant.

Kui see determinant on võrdne nulliga, siis on reaktsioonisüsteem stöhhiomeetriliselt sõltuv.

Näide 7.2. Meil on reaktsioonisüsteem:

FeO + H2 \u003d Fe + H2O;

Fe2O3 + 3H2 \u003d 2Fe + 3H2O;

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

See süsteem on stöhhiomeetriliselt sõltuv, kuna kolmas reaktsioon on kahe ülejäänud reaktsiooni summa. Teeme maatriksi

Redoksreaktsiooni (ORR) võrrandi koostamisel on vaja määrata redutseerija, oksüdeerija ning antud ja vastuvõetud elektronide arv. OVR stöhhiomeetrilised koefitsiendid valitakse kas elektronide tasakaalu meetodil või elektronioonide tasakaalu meetodil (viimast nimetatakse ka poolreaktsiooni meetodiks). Vaatame mõnda näidet. OVR võrrandite koostamise ja stöhhiomeetriliste koefitsientide valimise näitena analüüsime raud(II)disulfiidi (püriidi) oksüdatsiooni protsessi kontsentreeritud lämmastikhappega: Kõigepealt selgitame välja võimalikud reaktsiooniproduktid. Lämmastikhape on tugev oksüdeerija, nii et sulfiidiiooni saab oksüdeerida kas maksimaalse oksüdatsiooniastmeni S (H2S04) või S (SO2) ja Fe kuni Fe, samas kui HN03 saab redutseerida N0-ks või N02-ks. konkreetsete toodete puhul määratakse reaktiivide kontsentratsioonid, temperatuur jne). Valime järgmise võimaliku variandi: H20 jääb võrrandi vasakule või paremale poolele, me ei tea veel. Koefitsientide valimiseks on kaks peamist meetodit. Alustuseks rakendame elektronioonide tasakaalu meetodit. Selle meetodi olemus seisneb kahes väga lihtsas ja väga olulises väites. Esiteks käsitleb see meetod elektronide üleminekut ühelt osakeselt teisele, võttes kohustuslikult arvesse keskkonna olemust (happeline, aluseline või neutraalne). Teiseks, elektronioonide tasakaalu võrrandi koostamisel registreeritakse ainult need osakesed, mis antud OVR-i käigus reaalselt eksisteerivad - ioonidena registreeritakse ainult reaalselt eksisteerivad katioonid või anonoonid; Ained, mis on halvasti dissotsieerunud, lahustumatud või vabanevad gaasi kujul, on kirjutatud molekulaarses vormis. Oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsesside võrrandi koostamisel võetakse vesiniku- ja hapnikuaatomite arvu võrdsustamiseks kasutusele (olenevalt keskkonnast) kas veemolekulid ja vesinikuioonid (kui keskkond on happeline) või veemolekulid ja hüdroksiidioonid. (kui keskkond on aluseline). Vaatleme meie juhtumi puhul oksüdatsiooni poolreaktsiooni. FeS2 (halvasti lahustuv aine) molekulid muudetakse Fe3+ ioonideks (raudnitraat (II) dissotsieerub täielikult ioonideks) ja sulfaadioonideks S042 "(H2SO4 dissotsiatsioon): Vaatleme nüüd nitraadiiooni redutseerimise poolreaktsiooni: Tasakaalustamiseks hapnik, lisage paremale poole veemolekuli 2 ja vasakule - 4 H + iooni: Vasaku poole laengu võrdsustamiseks (laeng +3), lisage 3 elektroni: Lõpuks on meil: mõlema osa vähendamine 16H + võrra. ja 8H20, saame redoksreaktsiooni lõpliku, redutseeritud ioonvõrrandi: Lisades mõlemale võrrandi poolele vastava arvu NOJ nH+ ioone, leiame molekulaarreaktsiooni võrrandi: Pange tähele, et antud ja vastuvõetud elektronide arvu määramiseks , ei pidanud me kunagi elementide oksüdatsiooniastet määrama. Lisaks võtsime arvesse keskkonna mõju ja tegime "automaatselt" kindlaks, et H20 on võrrandi paremal küljel. Pole kahtlust, et sellel meetodil on suur keemiline tähendus. Empiirilise tasakaalu meetod. OVR-i võrrandites stöhhiomeetriliste koefitsientide leidmise meetodi olemus on OVR-is osalevate elementide aatomite oksüdatsiooniastmete kohustuslik määramine. Seda lähenemist kasutades võrdsustame uuesti reaktsiooni (11.1) (ülal rakendasime sellele reaktsioonile poolreaktsioonide meetodit). Redutseerimisprotsessi kirjeldatakse lihtsalt: Oksüdatsiooniskeemi on keerulisem koostada, kuna oksüdeeritakse korraga kaks elementi - Fe ja S. Võite määrata raua oksüdatsiooniastmeks +2, väävlile - 1 ja arvestada sellega, et on kaks S-aatomit Fe aatomi kohta: Võite siiski teha ilma oksüdatsiooniastmete määramiseta ja kirjutada skeemi (11.2) meenutava skeemi: Paremal poolel on laeng +15, vasakul pool on laeng 0, nii et FeS2 peab loobuma 15 elektronist. Paneme kirja üldise tasakaalu: Saadud tasakaaluvõrrandi peame veel “välja mõtlema” – see näitab, et FeS2 oksüdeerimiseks kasutatakse 5 HN03 molekuli ja Fe(N03)j moodustamiseks on vaja veel 3 HNO molekuli: Vesiniku ja hapnik, parempoolsesse ossa peate lisama 2 molekuli H20: elektronioonide tasakaalu meetod on mitmekülgsem kui elektronide tasakaalu meetod ja sellel on vaieldamatu eelis koefitsientide valimisel paljudes OTS-is, eriti kui osalevad orgaanilised ühendid, mille puhul isegi oksüdatsiooniastmete määramise protseduur on väga keeruline. - Mõelge näiteks etüleeni oksüdatsiooni protsessile, mis toimub siis, kui see lastakse läbi kaaliumpermanganaadi vesilahuse. Selle tulemusena oksüdeeritakse etüleen etüleenglükooliks HO - CH2 - CH2 - OH ja permanganaat redutseeritakse mangaanoksiidiks (TV), lisaks, nagu selgub lõppbilansi võrrandist, moodustub paremal ka kaaliumhüdroksiid : Pärast selliste terminite vajalike taandamiste tegemist kirjutame võrrandi lõplikule molekulaarsele kujule * Söötme mõju OVR-i voolu olemusele Näited (11.1) - (11.4) illustreerivad ilmekalt, kuidas kasutada "tehnikat" elektronioonide tasakaalu meetod OVR voolu korral happelises või aluselises keskkonnas. Keskkonna olemus! mõjutab ühe või teise OVR kulgu, selle mõju "tunnetamiseks" vaatleme ühe ja sama oksüdeeriva aine (KMnO4) käitumist erinevates keskkondades. , taastudes kuni Mn+4 (Mn0j) ja miinimum - viimase tugevuses, milles Shaiyaaapsya tõusis kuni (mvnganat-nOn Mn042"). Seda selgitatakse järgmiselt. Dissotsiatsiooniliini happed moodustavad hüdroksiidioonid ffjO +, mis tugevalt polariseerivad 4 "MoOH ioonid Nõrgendavad mangaani sidemeid hapnikuga (sellega võimendavad redutseerija toimet) .. Neutraalses keskkonnas avaldub veemolekulide polariseeriv toime. oluliselt c-aafep. >"MnO ioonid; palju vähem polariseeritud. Tugevalt aluselises keskkonnas hüdroksiidioonid „isegi tugevdavad Mn-O sidet, mille tulemusena redutseerija efektiivsus väheneb ja MnO^ võtab vastu vaid ühe elektroni. Näide kaaliumpermanganaadi käitumisest neutraalses keskkonnas on reaktsioon (11.4). Toome ka ühe näite reaktsioonidest, mis hõlmavad KMnOA-d happelises ja aluselises keskkonnas

stöhhiomeetria- reageerivate ainete vahelised kvantitatiivsed suhted.

Kui reaktiivid sisenevad keemiline koostoime rangelt määratletud kogustes ja reaktsiooni tulemusena tekivad ained, mille kogust saab arvutada, siis selliseid reaktsioone nimetatakse stöhhiomeetriline.

Stöhhiomeetria seadused:

Koefitsiendid keemilistes võrrandites enne valemeid keemilised ühendid helistas stöhhiomeetriline.

Kõik arvutused keemiliste võrrandite järgi põhinevad stöhhiomeetriliste koefitsientide kasutamisel ja on seotud aine koguste (moolide arvu) leidmisega.

Aine hulk reaktsioonivõrrandis (moolide arv) = koefitsient vastava molekuli ees.

N A=6,02 × 10 23 mol -1.

η - toote tegeliku massi suhe m p teoreetiliselt võimalikule m t, väljendatuna ühiku murdosades või protsentides.

Kui reaktsioonisaaduste saagis ei ole tingimuses täpsustatud, siis arvutustes võetakse see võrdseks 100% (kvantitatiivne saagis).

Arvutusskeem keemiliste reaktsioonide võrrandite järgi:

1. Kirjutage keemilise reaktsiooni võrrand.
2. Ainete keemiliste valemite kohale kirjutada teadaolevad ja tundmatud suurused koos mõõtühikutega.
3. Tuntud ja tundmatute ainete keemiliste valemite alla kirjutage üles reaktsioonivõrrandist leitud nende koguste vastavad väärtused.
4. Koostage ja lahendage proportsioonid.

Näide. Arvutage 24 g magneesiumi täielikul põlemisel tekkinud magneesiumoksiidi mass ja kogus.

Arvestades: m(Mg) = 24 g Leia: ν (MgO) m (MgO)

Lahendus: 1. Koostame keemilise reaktsiooni võrrandi: 2Mg + O 2 \u003d 2MgO. 2. Ainete valemite all märgime aine koguse (moolide arv), mis vastab stöhhiomeetrilistele koefitsientidele: 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 mol 2 mol 3. Määrake magneesiumi molaarmass: Magneesiumi suhteline aatommass Ar (Mg) = 24. Sest molaarmassi väärtus võrdub suhtelise aatom- või molekulmassiga, siis M (Mg)= 24 g/mol. 4. Tingimuses antud aine massi järgi arvutame aine koguse: 5. Üle keemiline valem magneesiumoksiid MgO, mille mass on teadmata, määrame xsünnimärk, magneesiumi valemiga mg kirjuta selle molaarmass: 1 mol xsünnimärk 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 mol 2 mol Vastavalt proportsioonide lahendamise reeglitele: Magneesiumoksiidi kogus v(MgO)= 1 mol. 7. Arvutage magneesiumoksiidi molaarmass: M (Mg)\u003d 24 g / mol, M (O)= 16 g/mol. M (MgO)= 24 + 16 = 40 g/mol. Arvutage magneesiumoksiidi mass: m (MgO) = ν (MgO) × M (MgO) = 1 mol × 40 g / mol \u003d 40 g. Vastus: ν(MgO) = 1 mol; m(MgO) = 40 g.