ضریب استوکیومتری. تعیین ضرایب استوکیومتری در معادلات واکنش های ردوکس. طرح محاسبه با توجه به معادلات واکنش های شیمیایی

هنگام ترسیم یک معادله برای یک واکنش ردوکس (ORR)، باید عامل احیا کننده، عامل اکسید کننده و تعداد الکترون های داده شده و دریافتی را تعیین کرد. ضرایب استوکیومتری OVR با استفاده از روش تعادل الکترونی یا روش تعادل الکترون یون (که دومی روش نیمه واکنش نیز نامیده می شود) انتخاب می شود. بیایید به چند نمونه نگاه کنیم. به عنوان نمونه ای از تدوین معادلات OVR و انتخاب ضرایب استوکیومتری، فرآیند اکسیداسیون دی سولفید آهن (II) (پیریت) با اسید نیتریک غلیظ را تجزیه و تحلیل می کنیم: اول از همه، محصولات احتمالی واکنش را تعیین می کنیم. اسید نیتریک یک عامل اکسید کننده قوی است، بنابراین یون سولفید را می توان تا حداکثر حالت اکسیداسیون S (H2S04) یا به S (SO2) و Fe به Fe، در حالی که HN03 را می توان به N0 یا N02 کاهش داد (مجموعه محصولات خاص با غلظت معرف ها، دما و غیره تعیین می شود). بیایید گزینه احتمالی زیر را انتخاب کنیم: H20 در سمت چپ یا راست معادله خواهد بود، ما هنوز نمی دانیم. دو روش اصلی برای انتخاب ضرایب وجود دارد. اجازه دهید ابتدا روش تعادل الکترون-یون را اعمال کنیم. ماهیت این روش در دو عبارت بسیار ساده و بسیار مهم است. ابتدا، این روش انتقال الکترون ها از یک ذره به ذره دیگر را با در نظر گرفتن اجباری ماهیت محیط (اسیدی، قلیایی یا خنثی) در نظر می گیرد. ثانیاً، هنگام جمع‌آوری معادله تعادل الکترون-یون، فقط آن ذرات ثبت می‌شوند که در طول یک OVR معین وجود دارند - فقط کاتیون‌ها یا آنون‌های واقعاً موجود به شکل یون‌ها ثبت می‌شوند. موادی که تفکیک ضعیف، نامحلول یا آزاد شده به شکل گاز هستند به شکل مولکولی نوشته می شوند. هنگام تهیه معادله برای فرآیندهای اکسیداسیون و احیا، برای برابر کردن تعداد اتم‌های هیدروژن و اکسیژن، (بسته به محیط) مولکول‌های آب و یون‌های هیدروژن (اگر محیط اسیدی باشد) یا مولکول‌های آب و یون‌های هیدروکسید (در صورت قلیایی بودن محیط) معرفی می‌شوند. برای مورد ما نیمه واکنش اکسیداسیون را در نظر بگیرید. مولکول های FeS2 (ماده ای کم محلول) به یون های Fe3+ تبدیل می شوند (نیترات آهن (I1) کاملاً به یون تجزیه می شود) و یون سولفات S042 "(تفکیک H2SO4): اکنون نیمه واکنش کاهش یون نیترات را در نظر بگیرید: برای یکسان سازی اکسیژن، 2 مول H را به سمت چپ برابر کنید و 2 مول آب را برابر کنید. سمت چپ (3 بار)، 3 الکترون اضافه کنید: در نهایت داریم: با کاهش هر دو قسمت 16H+ و 8H20، معادله یونی خلاصه شده واکنش ردوکس را به دست می آوریم: با اضافه کردن تعداد متناظر یون NOJ nH+ به دو طرف معادله، معادله واکنش مولکولی را پیدا می کنیم: علاوه بر این، ما تأثیر محیط را در نظر گرفتیم و "به طور خودکار" تعیین کردیم که H20 در سمت راست معادله قرار دارد. شکی نیست که این روش معنای شیمیایی زیادی دارد. روش تعادل تجربی ماهیت روش یافتن ضرایب استوکیومتری در معادلات OVR، تعیین اجباری حالت های اکسیداسیون اتم های عناصر درگیر در OVR است. با استفاده از این روش، ما دوباره واکنش (11.1) را برابر می کنیم (در بالا روش نیمه واکنش ها را برای این واکنش اعمال کردیم). فرآیند کاهش به سادگی توضیح داده شده است: ترسیم یک طرح اکسیداسیون دشوارتر است، زیرا دو عنصر به طور همزمان اکسید می شوند - Fe و S. می توانید به آهن یک حالت اکسیداسیون 2+، گوگرد - 1 اختصاص دهید و در نظر بگیرید که در هر اتم آهن دو اتم S وجود دارد: با این حال، می توانید بدون تعیین حالت های اکسیداسیون این کار را انجام دهید و یک طرح را دوباره بنویسید. سمت چپ دارای بار 0 است، بنابراین FeS2 باید 15 الکترون بدهد. ما تعادل کلی را می نویسیم: ما هنوز باید معادله تعادل حاصل را "درک" کنیم - این نشان می دهد که 5 مولکول HN03 برای اکسید کردن FeS2 استفاده می شود و 3 مولکول HNO دیگر برای تشکیل Fe(N03)j مورد نیاز است: برای یکسان سازی هیدروژن و اکسیژن، 2 مولکول H20 باید با مشارکت در حالت اکسید زدایی به سمت راست ترکیب شود: s بسیار پیچیده است. - به عنوان مثال، فرآیند اکسیداسیون اتیلن را در نظر بگیرید که زمانی اتفاق می افتد که از محلول آبی پرمنگنات پتاسیم عبور می کند. در نتیجه، اتیلن به اتیلن گلیکول HO - CH2 - CH2 - OH اکسید می شود و پرمنگنات به اکسید منگنز (TV) احیا می شود، علاوه بر این، همانطور که از معادله تعادل نهایی مشخص خواهد شد، هیدروکسید پتاسیم نیز در سمت راست تشکیل می شود: تعادل الکترون یون در مورد OVR یا جریان قلیایی در یک محیط اسیدی. ماهیت محیط! بر روند یک یا آن OVR تأثیر می گذارد؛ برای اینکه این تأثیر را "احساس" کنیم، اجازه دهید رفتار یک عامل اکسید کننده (KMnO4) را در محیط های مختلف در نظر بگیریم. aiyaaapsya to (mvnganat-nOn Mp042"). توضیحات به شرح ذیل می باشد. اسیدهای خط تفکیک، یون‌های هیدروکسید ffjO + را تشکیل می‌دهند که یون‌های MoOH 4 اینچی را به شدت قطبی می‌کنند. پیوندهای منگنز را با اکسیژن ضعیف می‌کنند (در نتیجه عملکرد عامل کاهنده را افزایش می‌دهند). بسیار کمتر قطبی شده است. در یک محیط قوی قلیایی، یون‌های هیدروکسید «حتی پیوند Mn-O را تقویت می‌کنند، در نتیجه کارایی عامل کاهنده کاهش می‌یابد و MnO^ تنها یک الکترون را می‌پذیرد. نمونه ای از رفتار پرمنگنات پتاسیم در یک محیط خنثی با واکنش (11.4) نشان داده شده است. اجازه دهید نمونه ای از واکنش های مربوط به KMnOA در محیط های اسیدی و قلیایی را نیز بیان کنیم

که روابط کمی بین موادی را که وارد واکنش شده اند و در طی آن تشکیل شده اند (از دیگر "stechion" یونانی - "ترکیب عنصری"، "meitren" - "من اندازه گیری می کنم") را مطالعه می کند.

استوکیومتری برای محاسبات مواد و انرژی مهم ترین است که بدون آن سازماندهی هر گونه تولید شیمیایی غیرممکن است. استوکیومتری شیمیاییبه شما امکان می دهد تا با در نظر گرفتن عملکرد مورد نظر و تلفات احتمالی، مقدار مواد خام مورد نیاز برای یک تولید خاص را محاسبه کنید. هیچ شرکتی بدون محاسبات اولیه افتتاح نمی شود.

کمی تاریخ

خود کلمه "استوکیومتری" اختراع جرمی بنجامین ریشتر شیمیدان آلمانی است که توسط وی در کتاب خود پیشنهاد شده است و در آن ایده امکان محاسبات با استفاده از معادلات شیمیایی برای اولین بار شرح داده شده است. بعدها، ایده های ریشتر با کشف قوانین آووگادرو (1811)، گی-لوساک (1802)، قانون ثبات ترکیب (J.L. Proust، 1808)، نسبت های چندگانه (J. Dalton، 1803)، و توسعه اتمی و مولکولی، توجیه نظری یافت. اکنون این قوانین و همچنین قانون معادل ها که توسط خود ریشتر تدوین شده است، قوانین استوکیومتری نامیده می شوند.

مفهوم "استوکیومتری" در رابطه با مواد و واکنش های شیمیایی.

معادلات استوکیومتری

واکنش های استوکیومتری - واکنش هایی که در آن مواد شروع کننده در نسبت های خاصی برهم کنش دارند و مقدار محصولات مطابق با محاسبات نظری است.

معادلات استوکیومتری معادلاتی هستند که واکنش های استوکیومتری را توصیف می کنند.

معادلات استوکیومتری) روابط کمی را بین همه شرکت کنندگان در واکنش نشان می دهد که بر حسب مول بیان می شود.

بیشتر واکنش های معدنی استوکیومتری هستند. به عنوان مثال، سه واکنش متوالی برای تولید اسید سولفوریک از گوگرد، استوکیومتری هستند.

S + O 2 → SO 2

SO 2 + ½ O 2 → SO 3

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4

محاسبات با استفاده از این معادلات واکنش می تواند تعیین کند که هر ماده برای به دست آوردن مقدار معینی اسید سولفوریک چقدر باید مصرف شود.

بیشتر واکنش های آلی غیر استوکیومتری هستند. به عنوان مثال، معادله واکنش برای شکستن اتان به صورت زیر است:

C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2 .

با این حال، در واقعیت، در طول واکنش، همیشه مقادیر مختلفی از محصولات جانبی - استیلن، متان و غیره به دست می‌آید که از نظر تئوری قابل محاسبه نیست. برخی از واکنش های معدنی نیز محاسبات را به چالش می کشند. به عنوان مثال نیترات آمونیوم:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.

در چندین جهت حرکت می کند، بنابراین تعیین مقدار ماده اولیه برای به دست آوردن مقدار معینی از اکسید نیتریک (I) غیرممکن است.

استوکیومتری مبنای نظری تولید مواد شیمیایی است

تمام واکنش هایی که در تولید یا در تولید استفاده می شوند باید استوکیومتری باشند، یعنی مشمول محاسبات دقیق باشند. آیا کارخانه یا کارخانه سودآور خواهد بود؟ استوکیومتری به شما این امکان را می دهد که متوجه شوید.

بر اساس معادلات استوکیومتری، تعادل نظری ایجاد می شود. باید مشخص شود که چه مقدار از مواد اولیه برای به دست آوردن مقدار مطلوب محصول مورد نظر مورد نیاز خواهد بود. علاوه بر این، آزمایش های عملیاتی انجام می شود که مصرف واقعی مواد اولیه و بازده محصولات را نشان می دهد. تفاوت بین محاسبات نظری و داده های عملی به شما امکان می دهد تولید را بهینه کنید و کارایی اقتصادی آینده شرکت را ارزیابی کنید. محاسبات استوکیومتری همچنین امکان گردآوری تعادل حرارتی فرآیند را به منظور انتخاب تجهیزات، تعیین توده محصولات جانبی تشکیل شده که نیاز به حذف دارند و غیره را فراهم می کند.

مواد استوکیومتری

با توجه به قانون ثبات ترکیب پیشنهاد شده توسط J.L. پروست، هر ماده شیمیایی بدون توجه به روش تهیه، ترکیب ثابتی دارد. این بدان معنی است که برای مثال، در یک مولکول اسید سولفوریک H 2 SO 4، صرف نظر از روشی که توسط آن به دست آمده است، همیشه یک اتم گوگرد و چهار اتم اکسیژن در هر دو اتم هیدروژن وجود خواهد داشت. تمام موادی که ساختار مولکولی دارند، استوکیومتری هستند.

با این حال، مواد در طبیعت گسترده هستند، ترکیب آنها ممکن است بسته به روش تهیه یا منبع منشأ متفاوت باشد. اکثریت قریب به اتفاق آنها مواد کریستالی هستند. حتی می توان گفت که برای جامدات، استوکیومتری استثنا است تا قاعده.

به عنوان مثال، ترکیب کاربید و اکسید تیتانیوم که به خوبی مطالعه شده است را در نظر بگیرید. در اکسید تیتانیوم TiO x X=0.7-1.3، یعنی از 0.7 تا 1.3 اتم اکسیژن در هر اتم تیتانیوم، در کاربید TiC x X=0.6-1.0.

غیر استوکیومتری مواد جامدبا یک نقص بین بافتی در گره های شبکه کریستالی یا برعکس، با ظاهر شدن جای خالی در گره ها توضیح داده می شود. چنین موادی عبارتند از اکسیدها، سیلیسیدها، بوریدها، کاربیدها، فسفیدها، نیتریدها و غیره. مواد معدنیو همچنین آلی با مولکولی بالا.

و اگرچه شواهدی مبنی بر وجود ترکیباتی با ترکیب متغیر فقط در ابتدای قرن بیستم توسط I.S. Kurnakov ارائه شد ، چنین موادی اغلب با نام دانشمند K.L. برتوله، که پیشنهاد کرد ترکیب هر ماده ای تغییر می کند.

تمام نسبت های کمی در محاسبه فرآیندهای شیمیایی بر اساس استوکیومتری واکنش ها است. بیان مقدار یک ماده در چنین محاسباتی در مول یا واحدهای مشتق شده (kmol، mmol و غیره) راحت تر است. مول یکی از واحدهای اساسی SI است. یک مول از هر ماده با مقدار آن مطابقت دارد که از نظر عددی برابر با وزن مولکولی است. بنابراین، وزن مولکولی در این مورد باید به عنوان یک مقدار ابعادی با واحدهای: g/mol، kg/kmol، kg/mol در نظر گرفته شود. بنابراین، برای مثال، وزن مولکولی نیتروژن 28 گرم بر مول، 28 کیلوگرم بر مول، اما 0.028 کیلوگرم بر مول است.

مقدار جرم و مولی یک ماده با روابط شناخته شده مرتبط است

N A \u003d m A / M A; m A = N A M A،

که در آن N A مقدار جزء A، mol است. m A جرم این جزء، کیلوگرم است.

M A - وزن مولکولی جزء A، کیلوگرم بر مول.

در فرآیندهای پیوسته، جریان ماده A را می توان با مول آن بیان کرد.

مقدار در واحد زمان

که در آن W A جریان مولی جزء A، mol/s است. τ - زمان، s.

برای یک واکنش ساده که تقریباً برگشت ناپذیر پیش می رود، معمولاً یک استوکیومت

معادله ric به شکل نوشته شده است

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

با این حال، نوشتن معادله استوکیومتری به شکل جبری راحت تر است

th، با فرض اینکه ضرایب استوکیومتری واکنش دهنده ها منفی و محصولات واکنش مثبت هستند:

سپس برای هر واکنش ساده می توانیم برابری های زیر را بنویسیم:

شاخص "0" به مقدار اولیه جزء اشاره دارد.

این برابری ها زمینه ای را برای به دست آوردن معادلات تعادل مواد زیر برای جزء برای یک واکنش ساده فراهم می کند:

مثال 7.1. واکنش هیدروژناسیون فنل به سیکلوهگزانول مطابق معادله انجام می شود

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

اگر مقدار اولیه جزء A 235 کیلوگرم و مقدار نهایی 18.8 کیلوگرم باشد، مقدار محصول تشکیل شده را محاسبه کنید.

راه حل: واکنش را به صورت می نویسیم

R - A - ZV \u003d 0.

وزن مولکولی اجزاء عبارتند از: M A = 94 kg/kmol، M B = 2 kg/kmol و

M R = 100 کیلوگرم بر کیلومتر. سپس مقادیر مولی فنل در ابتدا و در پایان واکنش عبارتند از:

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.

مقدار سیکلوهگزانول تشکیل شده برابر خواهد بود

N R = 0 +1∙2.3 = 2.3 kmol یا m R = 100∙2.3 = 230 کیلوگرم.

تعیین واکنش های مستقل از نظر استوکیومتری در سیستم آنها در محاسبات مواد و حرارتی دستگاه های واکنش برای حذف واکنش هایی که مجموع یا تفاوت برخی از آنها هستند ضروری است. چنین ارزیابی را می توان به راحتی با استفاده از معیار گرم انجام داد.

برای اینکه محاسبات غیر ضروری انجام نشود، باید ارزیابی شود که آیا سیستم از نظر استوکیومتری وابسته است یا خیر. برای این اهداف لازم است:

ماتریس اصلی سیستم واکنش را جابجا کنید.

ماتریس اصلی را در ماتریس جابجا شده ضرب کنید.

تعیین کننده ماتریس مربع حاصل را محاسبه کنید.

اگر این تعیین کننده برابر با صفر باشد، سیستم واکنش از نظر استوکیومتری وابسته است.

مثال 7.2. ما یک سیستم واکنش داریم:

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.

این سیستم از نظر استوکیومتری وابسته است زیرا واکنش سوم حاصل جمع دو واکنش دیگر است. بیایید یک ماتریس بسازیم

برای هر ماده در واکنش، مقادیر زیر وجود دارد:

مقدار اولیه ماده i-ام (مقدار ماده قبل از شروع واکنش).

مقدار نهایی ماده i-ام (مقدار ماده در پایان واکنش).

مقدار ماده واکنش داده شده (برای مواد اولیه) یا ماده تشکیل شده (برای محصولات واکنش).

از آنجایی که مقدار یک ماده نمی تواند منفی باشد، برای مواد اولیه

از آنجایی که >.

برای محصولات واکنش >، بنابراین، .

نسبت های استوکیومتری - نسبت بین مقادیر، جرم یا حجم (برای گازها) مواد واکنش دهنده یا محصولات واکنش، که بر اساس معادله واکنش محاسبه می شود. محاسبات با استفاده از معادلات واکنش بر اساس قانون اساسی استوکیومتری است: نسبت مقادیر مواد واکنش دهنده یا تشکیل شده (به مول) برابر است با نسبت ضرایب مربوطه در معادله واکنش (ضرایب استوکیومتری).

برای واکنش آلومینوترمیک که با معادله توضیح داده شده است:

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe،

مقدار مواد واکنش داده شده و محصولات واکنش به عنوان مرتبط است

برای محاسبات، استفاده از فرمول دیگری از این قانون راحت تر است: نسبت مقدار یک ماده واکنش داده شده یا تشکیل شده در نتیجه واکنش به ضریب استوکیومتری آن برای یک واکنش معین ثابت است.

به طور کلی، برای یک واکنش از فرم

aA + bB = cC + dD،

که در آن حروف کوچک نشان دهنده ضرایب هستند و حروف بزرگ - مواد شیمیایی، مقادیر واکنش دهنده ها با نسبت:

هر دو جمله از این نسبت که با تساوی مرتبط هستند، نسبت یک واکنش شیمیایی را تشکیل می دهند: برای مثال،

اگر جرم ماده تشکیل‌شده یا واکنش‌دهنده واکنش برای واکنش مشخص باشد، مقدار آن را می‌توان با فرمول پیدا کرد.

و سپس با استفاده از نسبت واکنش شیمیایی، می توان مواد باقیمانده واکنش را پیدا کرد. ماده ای که بر حسب جرم یا کمیت آن جرم، کمیت یا حجم سایر شرکت کنندگان در واکنش یافت می شود، گاهی اوقات ماده مرجع نامیده می شود.

اگر جرم چندین معرف داده شود، محاسبه جرم مواد باقیمانده با توجه به ماده ای که کمبود دارد، یعنی کاملاً در واکنش مصرف می شود، انجام می شود. مقادیری از مواد که دقیقاً با معادله واکنش مطابقت داشته باشند، بدون اضافه یا کمبود، کمیت های استوکیومتری نامیده می شوند.

بنابراین، در کارهای مربوط به محاسبات استوکیومتری، عمل اصلی یافتن ماده مرجع و محاسبه مقدار آن است که در نتیجه واکنش وارد یا تشکیل شده است.

محاسبه مقدار یک جامد منفرد

مقدار جامد منفرد A کجاست.

جرم جامد منفرد A، g;

جرم مولی ماده A، g/mol.

محاسبه مقدار کانی طبیعی یا مخلوط مواد جامد

بگذارید پیریت معدنی طبیعی داده شود که جزء اصلی آن FeS 2 است. علاوه بر آن، ترکیب پیریت شامل ناخالصی است. محتوای جزء اصلی یا ناخالصی ها در درصد جرمی نشان داده شده است، به عنوان مثال، .

اگر محتوای جزء اصلی مشخص باشد، پس

اگر محتوای ناخالصی ها مشخص باشد، پس

مقدار ماده فردی FeS 2، مول کجاست.

جرم کانی پیریت، گرم.

به همین ترتیب، مقدار یک جزء در مخلوطی از جامدات در صورتی محاسبه می شود که محتوای آن در کسرهای جرمی مشخص باشد.

محاسبه مقدار ماده یک مایع خالص

اگر جرم مشخص باشد، محاسبه مشابه محاسبه یک جامد جداگانه است.

اگر حجم مایع مشخص باشد، پس

1. جرم این حجم مایع را بیابید:

m f = V f s f،

که در آن m W جرم مایع g است.

V W - حجم مایع، میلی لیتر؛

c w چگالی مایع، g/ml است.

2. تعداد مول های مایع را بیابید:

این تکنیک برای هر حالت جمعی ماده مناسب است.

مقدار ماده H 2 O را در 200 میلی لیتر آب تعیین کنید.

راه حل: اگر دما مشخص نشده باشد، چگالی آب 1 گرم در میلی لیتر در نظر گرفته می شود، سپس:

اگر غلظت یک محلول مشخص باشد، مقدار آن را در محلول محاسبه کنید

اگر کسر جرمی املاح، چگالی محلول و حجم آن مشخص باشد، پس

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra،

که در آن m p-ra جرم محلول است، g.

V p-ra - حجم محلول، میلی لیتر؛

با r-ra - چگالی محلول، گرم در میلی لیتر.

جرم ماده محلول کجاست، g؛

کسر جرمی ماده محلول، بر حسب درصد بیان می شود.

مقدار ماده اسید نیتریک را در 500 میلی لیتر محلول اسید 10 درصد با چگالی 0543/1 گرم بر میلی لیتر تعیین کنید.

جرم محلول را تعیین کنید

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

جرم HNO 3 خالص را تعیین کنید

تعداد مول های HNO 3 را تعیین کنید

اگر غلظت مولی املاح و ماده و حجم محلول مشخص باشد، پس

حجم محلول کجاست، l؛

غلظت مولی ماده i ام در محلول، mol/l.

محاسبه مقدار یک ماده گازی منفرد

اگر جرم یک ماده گازی داده شود، با فرمول (1) محاسبه می شود.

اگر حجم اندازه گیری شده در شرایط عادی داده شود، طبق فرمول (2)، اگر حجم یک ماده گازی تحت هر شرایط دیگری اندازه گیری شود، طبق فرمول (3)، فرمول ها در صفحات 6-7 آورده شده است.

ضریب هوای اضافی با این روش سازماندهی فرآیند احتراق باید با مخلوط های غنی نزدیک به استوکیومتری مطابقت داشته باشد. در این حالت، سازماندهی احتراق کارآمد مخلوط های بدون چربی به دلیل سرعت ناکافی بالای انتشار جلوی شعله با احتمال زیاد تضعیف منابع احتراق، غیریکنواختی چرخه ای قابل توجه احتراق و در نهایت، آتش سوزی بسیار دشوار خواهد بود. بنابراین، این جهت را می توان احتراق بسیار آهسته مخلوط های غنی گاز و هوا نامید.[ ...]

ضریب هوای اضافی (a) به طور قابل توجهی بر فرآیند احتراق و ترکیب محصولات احتراق تأثیر می گذارد. واضح است که در 1.0) عملاً بر ترکیب اجزای گازهای دودکش تأثیر نمی گذارد و تنها به کاهش غلظت اجزا به دلیل رقیق شدن با هوای استفاده نشده در فرآیند احتراق منجر می شود.[ ...]

بر اساس ضرایب استوکیومتری واکنش برای بدست آوردن دی آلکیل کلروتیوفسفات و راه حل بهینهبرای معیار 2، محدودیت X3 = -0.26 (1.087 mol/mol) را اعمال می کنیم.[ ...]

24.5

این مقدار ضریب استوکیومتری برای دریافت پلی فسفات 1/us,p = g P/g COD(HAc) را نشان می دهد.[ ...]

روی میز. 24.5 فاکتورهای بازده استوکیومتری تعیین شده در آزمایشات انجام شده در راکتورهای دسته ای کشت خالص را نشان می دهد. با وجود این، این مقادیر با هم توافق نسبتا خوبی دارند شرایط مختلفرشد میکروبیولوژیکی[...]

از عبارت (3.36) ضریب استوکیومتری "sat.r = 0.05 g P / g COD (HAc) را پیدا می کنیم.[ ...]

[ ...]

از مثال 3.2، می توانید ضرایب استوکیومتری معادله حذف اسید استیک را بیابید: 1 مول HAs (60 گرم HAs) به 0.9 مول از 02 و 0.9 32 = 29 g از 02 نیاز دارد.[ ...]

3.12

در این فرمول ها اولین ماده اولیه در تمامی معادلات استوکیومتری گنجانده شده و ضریب استوکیومتری آن در آنها V/, = -1 است. برای این ماده، درجات تبدیل lu در هر معادله استوکیومتری آورده شده است (همه آنها - K). معادلات (3.14) و (3.15) فرض می کنند که جزء i-ام - محصولی که گزینش پذیری و عملکرد برای آن تعیین می شود، فقط در اولین معادله استوکیومتری (سپس E / \u003d x () تشکیل می شود. مقادیر اجزا در این فرمول ها بر حسب مول اندازه گیری می شود (علم شیمیایی پذیرفته شده در علم سنتی است.

هنگام تدوین معادلات ردوکس، ضرایب استوکیومتری برای اکسیداسیون عنصر قبل و بعد از واکنش یافت می شود. اکسیداسیون یک عنصر در ترکیبات با تعداد الکترون هایی که اتم برای تشکیل پیوندهای قطبی و یونی صرف می کند و علامت اکسیداسیون با جهت جابجایی جفت الکترون های اتصال تعیین می شود. برای مثال، اکسیداسیون یون سدیم در ترکیب NaCl +1 و کلر -I است.[ ...]

نشان دادن استوکیومتری یک واکنش میکروبیولوژیکی با معادله تعادل استوکیومتری به جای جداول فاکتور بازده راحت‌تر است. چنین توصیفی از ترکیب اجزای یک سلول میکروبیولوژیکی مستلزم استفاده از یک فرمول تجربی است. فرمول ماده سلول C5H702N به طور تجربی ایجاد شد که اغلب در تهیه معادلات استوکیومتری استفاده می شود.[ ...]

روی میز. شکل 3.6 مقادیر معمولی برای سینتیک و سایر ثابت ها و همچنین ضرایب استوکیومتری را برای یک فرآیند تصفیه فاضلاب شهری هوازی نشان می دهد. لازم به ذکر است که بین ثابت های منفرد همبستگی خاصی وجود دارد، بنابراین لازم است از مجموعه ای از ثابت ها از یک منبع استفاده شود، نه اینکه ثابت های منفرد از منابع مختلف انتخاب شوند. روی میز. 3.7 همبستگی های مشابهی را نشان می دهد.[ ...]

این روش با مقادیر شناخته شده ید، تبدیل به ازن، بر اساس ضریب استوکیومتری برابر با یک استاندارد شده است (1 مول ازن، 1 مول ید آزاد می کند). این ضریب توسط نتایج تعدادی از مطالعات پشتیبانی می شود که بر اساس آنها واکنش های استوکیومتری ازن با الفین ها ایجاد شد. با یک ضریب متفاوت، توضیح این نتایج دشوار خواهد بود. با این حال، در کار مشخص شد که ضریب نشان داده شده 1.5 است. این با داده هایی مطابقت دارد که بر اساس آن ضریب استوکیومتری برابر با یک در pH 9 به دست می آید و ید بسیار بیشتری در یک محیط اسیدی نسبت به محیط خنثی و قلیایی آزاد می شود.[ ...]

آزمایش ها در بار کامل و سرعت ثابت میل لنگ 1500 دقیقه انجام شد. ضریب هوای اضافی در محدوده 0.8 [...]

فرآیندهای مادی در طبیعت زنده، چرخه‌های عناصر بیوژنیک با جریان‌های انرژی توسط ضرایب استوکیومتری مرتبط هستند که در طیف گسترده‌ای از موجودات فقط در یک مرتبه متفاوت است. در عین حال با تشکر از بازدهی بالاکاتالیز، هزینه های انرژی برای سنتز مواد جدید در موجودات بسیار کمتر از آنالوگ های فنی این فرآیندها است.[ ...]

اندازه‌گیری ویژگی‌های موتور و انتشار گازهای گلخانه‌ای مضر برای همه محفظه‌های احتراق در طیف وسیعی از تغییرات در ضریب هوای اضافی از مقدار استوکیومتری به یک مخلوط بسیار کم چربی انجام شد. روی انجیر 56 و 57 نتایج اصلی را بسته به a، نشان می دهد که با سرعت 2000 دقیقه و دریچه گاز باز است. مقدار زاویه پیشروی احتراق از شرط به دست آوردن حداکثر گشتاور انتخاب شد.[ ...]

فرآیند بیولوژیکی حذف فسفر پیچیده است، بنابراین، البته، رویکرد ما بسیار ساده شده است. روی میز. 8.1 مجموعه ای از ضرایب استوکیومتری را ارائه می دهد که فرآیندهایی را که با مشارکت فائو اتفاق می افتد، توصیف می کند. جدول پیچیده به نظر می رسد، اما در حال حاضر ساده سازی هایی در آن انجام شده است.[ ...]

در یکی از آخرین کارها، فرض بر این است که 1 مول NO2 0.72 گرم یون NO7 می دهد. بر اساس داده های ارائه شده توسط سازمان بین المللی استاندارد، ضریب استوکیومتری به ترکیب معرف های نوع گریس بستگی دارد. شش نوع از این معرف پیشنهاد شده است که در ترکیب اجزای تشکیل دهنده آن متفاوت است و نشان داده شده است که راندمان جذب برای همه انواع محلول های جذبی 90 درصد است و ضریب استوکیومتری با در نظر گرفتن راندمان جذب، از 0.8 به 1 تغییر می کند. استرپتوسید) مقدار بیشتری از این ضریب را می دهد. نویسندگان کار این را با از دست دادن HN02 به دلیل تشکیل NO در طی واکنش های جانبی توضیح می دهند.[ ...]

هنگام طراحی تاسیسات تصفیه بیوشیمیایی فاضلابو برای تجزیه و تحلیل کار آنها معمولاً از پارامترهای محاسباتی زیر استفاده می شود: سرعت اکسیداسیون بیولوژیکی، ضرایب استوکیومتری برای گیرنده های الکترون، سرعت رشد و مشخصات فیزیکیزیست توده لجن فعال مطالعه تغییرات شیمیایی در ارتباط با دگرگونی‌های بیولوژیکی که در یک بیورآکتور رخ می‌دهند، به دست آوردن تصویر نسبتاً کاملی از عملکرد ساختار را ممکن می‌سازد. برای سیستم های بی هوازی که شامل فیلترهای بی هوازی می شود، چنین اطلاعاتی برای اطمینان از PH بهینه محیط، که عامل اصلی در عملکرد عادی تاسیسات تصفیه است، مورد نیاز است. در برخی از سیستم های هوازی، مانند سیستم هایی که در آنها نیتریفیکاسیون اتفاق می افتد، کنترل pH محیط نیز برای اطمینان از نرخ رشد میکروبی بهینه ضروری است. برای تأسیسات درمانی بسته که در اواخر دهه 60 وارد عمل شدند و از اکسیژن خالص (اکسی تانک) استفاده می کردند، این مطالعه فعل و انفعالات شیمیایینه تنها برای کنترل pH، بلکه برای محاسبه مهندسی تجهیزات خط لوله گاز نیز ضروری شده است.[ ...]

ثابت نرخ تبدیل کاتالیزوری k در حالت کلی در دمای معین تابعی از ثابت‌های سرعت واکنش‌های مستقیم، معکوس و جانبی و همچنین ضرایب انتشار معرف‌های اولیه و محصولات متقابل آن‌ها است. سرعت یک فرآیند کاتالیزوری ناهمگن، همانطور که در بالا ذکر شد، توسط نرخ های نسبی مراحل جداگانه آن تعیین می شود و توسط کندترین آنها محدود می شود. در نتیجه، ترتیب واکنش کاتالیزوری تقریباً هرگز با مولکولی بودن واکنش مطابق با نسبت استوکیومتری در معادله این واکنش منطبق نیست و عبارات محاسبه ثابت سرعت تبدیل کاتالیزوری برای مراحل و شرایط خاص برای اجرای آن مشخص است.[ ...]

برای کنترل واکنش خنثی سازی باید بدانیم چه مقدار اسید یا باز باید به محلول اضافه کرد تا مقدار pH مورد نظر به دست آید. برای حل این مشکل می توان از روش ارزیابی تجربی ضرایب استوکیومتری استفاده کرد که با استفاده از تیتراسیون انجام می شود.[ ...]

ترکیب تعادلی محصولات احتراق در محفظه توسط قانون عمل جرم تعیین می شود. بر اساس این قانون، سرعت واکنش های شیمیایی با غلظت معرف های اولیه که هر یک به درجه ای برابر با ضریب استوکیومتری که ماده با آن وارد معادله واکنش شیمیایی می شود، نسبت مستقیم دارد. بر اساس ترکیب سوخت‌ها، می‌توان فرض کرد که محصولات احتراق، به عنوان مثال، سوخت‌های مایع موشک در محفظه شامل CO2، H20، CO، NO، OH، N2، H2، N. H، O برای جامد هستند. سوخت موشک- از A1203، N2، H2، HC1، CO، CO2، H20 در T \u003d 1100 ... 2200 K. [ ...]

برای اثبات امکان استفاده از احتراق دو مرحله ای گاز طبیعی، مطالعات تجربی توزیع دمای محلی، غلظت اکسیدهای نیتروژن و مواد قابل احتراق در طول شعله بسته به ضریب هوای اضافی تامین شده از مشعل انجام شد. آزمایش‌ها با احتراق گاز طبیعی در کوره دیگ بخار PTVM-50 مجهز به مشعل گرداب VTI با تخلیه جت گاز محیطی به یک جریان هوای عرضی چرخشی انجام شد. مشخص شده است که در ag O.wb فرآیند سوختن سوخت در فاصله 1f/X>out = 4.2 و در ag = 1.10 - در فاصله bf10out = 3.6 به پایان می رسد. این نشان دهنده طولانی شدن فرآیند احتراق در شرایطی است که به طور قابل توجهی متفاوت از شرایط استوکیومتری است.[ ...]

یک ماتریس ساده شده از پارامترهای فرآیند با لجن فعال بدون نیتریفیکاسیون در جدول ارائه شده است. 4.2. در اینجا فرض می شود که سه عامل اصلی در فرآیند تبدیل نقش دارند: رشد بیولوژیکی، تخریب و هیدرولیز. سرعت واکنش در ستون سمت راست نشان داده شده است و ضرایب ارائه شده در جدول استوکیومتری هستند. با استفاده از داده های جدول، می توان معادله تعادل جرم را نوشت، به عنوان مثال، برای مواد آلی به راحتی قابل تجزیه در یک راکتور کاملاً هم زده باشد. عبارات مسئول حمل و نقل نیازی به توضیح ندارند. با ضرب ضرایب استوکیومتری از (در این مورد) ستون های "مولفه" در نرخ واکنش مربوطه از ستون سمت راست جدول، دو عبارت را برای توصیف تبدیل یک ماده پیدا می کنیم. 4.2.[...]

روی انجیر 50 تغییر محتوای Wx را در محصولات احتراق (g / kWh) بسته به ترکیب مخلوط و زمان احتراق نشان می دهد. زیرا تشکیل NOx تا حد زیادی به دمای گاز بستگی دارد، با احتراق زودهنگام، انتشار NOx افزایش می یابد. وابستگی تشکیل 1 Ux به ضریب هوای اضافی پیچیده تر است، زیرا دو عامل متضاد وجود دارد. تشکیل 1NHOx به غلظت اکسیژن در مخلوط قابل احتراق و دما بستگی دارد. تکیه دادن مخلوط باعث افزایش غلظت اکسیژن می شود اما حداکثر دمای احتراق را کاهش می دهد. این منجر به این واقعیت می شود که حداکثر محتوا هنگام کار با مخلوط هایی کمی ضعیف تر از استوکیومتری به دست می آید. در همان مقادیر ضریب هوای اضافی، راندمان موثر حداکثر است.[ ...]

روی انجیر شکل 7.2 وابستگی تجربی غلظت متانول به غلظت NO3-N در خروجی بیوفیلتر با جابجایی کامل را نشان می دهد. خطوطی که نقاط آزمایشی را به هم متصل می‌کنند، توزیع ماده را در طول فیلتر در نسبت‌های مختلف Smc/Sn مشخص می‌کنند. شیب منحنی‌ها با مقدار ضریب استوکیومتری مطابقت دارد: 3.1 کیلوگرم CH3OH/kg NO -N.

رابطه پیوند غلظت مواد واکنش دهنده با ثابت تعادل، بیان ریاضی قانون عمل جرم است که می توان آن را به صورت زیر فرموله کرد: برای یک واکنش معکوس برگشت پذیر در حالت تعادل شیمیایی، نسبت حاصلضرب غلظت تعادل محصولات واکنش به محصول غلظت ماده اولیه باید یک مقدار غلظت تعادل باشد، و مقدار غلظت ماده اولیه باید ثابت باشد. به توان ضریب استوکیومتری آن رسید.[ ...]

در اتحاد جماهیر شوروی از روش Polezhaev و Girina برای تعیین NO¡¡ در جو استفاده می شود. این روش از محلول 8 درصد KJ برای جذب دی اکسید نیتروژن استفاده می کند. تعیین یون های نیتریت در محلول حاصل با استفاده از معرف Griess-Ilosvay انجام می شود. محلول یدید پتاسیم یک جاذب NO2 بسیار موثرتر از محلول قلیایی است. با حجم آن (فقط 6 میلی لیتر) و سرعت جریان هوا (0.25 لیتر در دقیقه)، بیش از 2٪ NO2 از طریق دستگاه جذب با صفحه شیشه ای متخلخل نمی لغزد. نمونه های انتخاب شده به خوبی حفظ شده اند (حدود یک ماه). ضریب استوکیومتری برای جذب NOa توسط محلول KJ با در نظر گرفتن پیشرفت 0.75 است. با توجه به داده های ما، NO با این روش در نسبت غلظت NO: NOa 3: 1 تداخلی ندارد.[ ...]

معایب این روش که به طور گسترده در عمل پردازش زباله در دمای بالا معرفی شده است، نیاز به استفاده از معرف های قلیایی گران قیمت (NaOH و Na2CO3) است. به این ترتیب می توان نیازهای بسیاری از صنایعی را که نیاز به خنثی سازی مقادیر کمی پسماند مایع با طیف وسیعی از اجزا دارند، تامین کرد. ترکیب شیمیاییو هر محتوایی از ترکیبات کلر آلی. با این حال، احتراق حلال های حاوی کلر باید با احتیاط انجام شود، زیرا تحت شرایط خاص (1 > 1200 درجه سانتیگراد، ضریب هوای اضافی > 1.5)، گازهای خروجی ممکن است حاوی فسژن - کلر کربن بسیار سمی، یا کلرید اسید کربنیک (COC12) باشند. غلظت تهدید کننده حیات این ماده 450 میلی گرم در هر متر مکعب هوا است.[ ...]

فرآیندهای شستشو یا هوازدگی شیمیایی مواد معدنی کم محلول یا ارتباط آنها با تشکیل مواد جدید مشخص می شود. فازهای جامد; تعادل بین آنها و اجزای محلول با استفاده از نمودارهای حالت ترمودینامیکی تجزیه و تحلیل می شود. مشکلات اساسی در اینجا معمولاً در ارتباط با نیاز به توصیف سینتیک فرآیندها بوجود می آیند که بدون آن بررسی آنها اغلب توجیه نمی شود. مدل‌های جنبشی مربوطه نیاز به انعکاس فعل و انفعالات شیمیایی به شکل صریح دارند - از طریق غلظت‌های جزئی واکنش‌دهنده‌ها cx، با در نظر گرفتن ضرایب استوکیومتری V. واکنش‌های خاص.