Mitä tarkoittaa sama stoikiometrinen koostumus. Stökiometriset suhteet. Stökiometria on kemian tuotannon teoreettinen perusta

Ylimääräisen ilmakertoimen tällä palamisprosessin organisointimenetelmällä tulisi vastata rikkaita seoksia, jotka ovat lähellä stoikiometristä. Tässä tapauksessa on erittäin vaikeaa järjestää vähärasvaisten seosten tehokasta palamista johtuen liekin etenemisnopeuden riittämättömästä suuresta nopeudesta sytytyslähteiden suurella todennäköisyydellä, palamisen merkittävästä syklisestä epätasaisuudesta ja lopulta sytytyskatkoista. Tätä suuntaa voidaan siis kutsua rikkaiden kaasu-ilma-seosten erittäin hitaaksi palamiseksi.[ ...]

Ylimääräinen ilmakerroin (a) vaikuttaa merkittävästi palamisprosessiin ja palamistuotteiden koostumukseen. On selvää, että arvolla 1,0) se ei käytännössä vaikuta savukaasujen komponenttikoostumukseen ja johtaa vain komponenttien pitoisuuden laskuun, joka johtuu laimentamisesta ilmalla, jota ei käytetä palamisprosessissa.[ ...]

Perustuu reaktion stoikiometrisiin kertoimiin dialkyyliklooritiofosfaatin ja optimaalinen ratkaisu kriteerille 2 asetetaan rajoitus X3 = -0,26 (1,087 mol/mol).[ ...]

24.5

Tämä antaa polyfosfaatin 1/us,p = g P/g COD(HAc) stökiömetrisen kertoimen arvon.[ ...]

Taulukossa. 24.5 esittää stökiömetrisiä saantokertoimia, jotka on määritetty puhdasviljelmäpanosreaktoreissa suoritetuissa kokeissa. Nämä arvot ovat kuitenkin melko hyvin sopusoinnussa erilaisia ​​ehtoja mikrobiologinen kasvu.[ ...]

Lausekkeesta (3.36) saadaan stoikiometrinen kerroin "sat.r = 0,05 g P / g COD (HAc).[ ...]

[ ...]

Esimerkistä 3.2 löydät etikkahapon poiston yhtälön stoikiometriset kertoimet: 1 mol HA:ta (60 g HA:ta) vaatii 0,9 mol 02:ta ja 0,9 32 = 29 g 02:ta.[ ...]

3.12

Näissä kaavoissa ensimmäinen lähtöaine sisältyy kaikkiin stoikiometrisiin yhtälöihin ja sen stoikiometrinen kerroin niissä on V/, = -1. Tälle aineelle on annettu muunnosasteet lu kussakin stoikiometrisessä yhtälössä (kaikki ne - K). Yhtälöissä (3.14) ja (3.15) oletetaan, että i. komponentti - tuote, jonka selektiivisyys ja saanto määritetään, muodostuu vain 1. stoikiometrisessä yhtälössä (siis E / \u003d x (). Näiden kaavojen komponentit mitataan mooliina (nimitys LO, kuten kemian tieteissä on perinteisesti hyväksytty.[ ...]

Redox-yhtälöitä laadittaessa löydetään stoikiometriset kertoimet alkuaineen hapettumiselle ennen ja jälkeen reaktion. Alkuaineen hapettuminen yhdisteissä määräytyy niiden elektronien lukumäärän mukaan, jotka atomi käyttää polaaristen ja ionisten sidosten muodostukseen, ja hapettumisen merkki määräytyy sitovien elektroniparien siirtymissuunnan mukaan. Esimerkiksi natriumionin hapetus NaCl-yhdisteessä on +1 ja kloorin -I.[ ...]

On kätevämpää esittää mikrobiologisen reaktion stoikiometria stoikiometrisellä tasapainoyhtälöllä kuin saantokerrointaulukoiden muodossa. Tällainen mikrobiologisen solun komponenttien koostumuksen kuvaus vaati empiirisen kaavan käyttöä. Solun C5H702N aineen kaava määritettiin kokeellisesti, jota käytetään usein stoikiometristen yhtälöiden laadinnassa.[ ...]

Taulukossa. Kuva 3.6 näyttää tyypilliset arvot kineettisille ja muille vakioille sekä stoikiometrisille kertoimille aerobiselle kaupunkijäteveden käsittelyprosessille. On huomattava, että yksittäisten vakioiden välillä on tietty korrelaatio, joten on välttämätöntä käyttää vakiojoukkoa yhdestä lähteestä, eikä valita yksittäisiä vakioita eri lähteistä. Taulukossa. 3.7 osoittaa samanlaisia ​​korrelaatioita.[ ...]

Menetelmä on standardoitu tunnetuilla määrillä jodia, joka muunnetaan otsoniksi, perustuen stoikiometriseen kertoimeen, joka on yhtä suuri (1 mooli otsonia vapauttaa 1 mooli jodia). Tätä kerrointa tukevat useiden tutkimusten tulokset, joiden perusteella otsonin stoikiometriset reaktiot olefiinien kanssa määritettiin. Eri kertoimella näitä tuloksia olisi vaikea selittää. Työssä kuitenkin havaittiin, että ilmoitettu kerroin on 1,5. Tämä on yhdenmukainen tietojen kanssa, joiden mukaan pH:ssa 9 saadaan stoikiometrinen kerroin yhtä suuruinen kuin yksi ja happamassa ympäristössä vapautuu paljon enemmän jodia kuin neutraalissa ja emäksisessä.[ ...]

Testit suoritettiin täydellä kuormituksella ja kampiakselin vakionopeudella 1500 min1. Ylimääräinen ilmakerroin vaihteli välillä 0,8 [ ...]

Elävän luonnon materiaaliprosessit, biogeenisten alkuaineiden kierrot liittyvät energiavirtoihin stoikiometristen kertoimien avulla, jotka vaihtelevat monissa eri organismeissa vain samassa järjestyksessä. Samalla kiitos korkea hyötysuhde katalyysissä uusien aineiden synteesin energiakustannukset organismeissa ovat paljon pienemmät kuin näiden prosessien teknisissä analogeissa.[ ...]

Kaikkien polttokammioiden moottorin ominaisuuksien ja haitallisten päästöjen mittaukset suoritettiin laajalla vaihteluvälillä ylimääräisen ilmakertoimen muutoksissa stoikiometrisestä arvosta erittäin laihaan seokseen. Kuvassa 56 ja 57 esittävät tärkeimmät tulokset a:sta riippuen, jotka on saatu 2000 min nopeudella ja täysin auki olevalla kaasulla. Sytytyksen etenemiskulman arvo valittiin suurimman vääntömomentin saamisen ehdosta.[ ...]

Fosforin poiston biologinen prosessi on monimutkainen, joten lähestymistapamme on luonnollisesti yksinkertaistettu huomattavasti. Taulukossa. 8.1 esittää joukon stoikiometrisiä kertoimia, jotka kuvaavat FAO:n osallistuessa tapahtuvia prosesseja. Taulukko näyttää monimutkaiselta, mutta siihen on jo tehty yksinkertaistuksia.[ ...]

Yhdessä viimeisimmissä töissä oletetaan, että 1 mooli NO2:ta antaa 0,72 g-ionia NO7:a. Kansainvälisen standardointijärjestön toimittamien tietojen mukaan stoikiometrinen kerroin riippuu Griess-tyyppisten reagenssien koostumuksesta. Tästä reagenssista ehdotetaan kuutta muunnelmaa, jotka eroavat sen komponenttien koostumuksesta, ja on osoitettu, että kaikentyyppisten absorptioliuosten absorptiotehokkuus on 90%, ja stökiömetrinen kerroin, ottaen huomioon absorptiotehokkuuden, vaihtelee välillä 0,8 - 1. NEDA:n määrän vähentäminen ja sulfaniilihapon korvaaminen sulfanilamidilla (valkoinen streptosidi) antaa suuremman arvon tälle kertoimelle. Työn kirjoittajat selittävät tämän HN02:n häviämisellä, joka johtuu NO:n muodostumisesta sivureaktioiden aikana.[ ...]

Biokemiallisia käsittelylaitoksia suunniteltaessa Jätevesi ja työnsä analyysissä käytetään yleensä seuraavia laskentaparametreja: biologisen hapettumisen nopeus, stoikiometriset kertoimet elektronien vastaanottajille, kasvunopeus ja fyysiset ominaisuudet aktiivilietebiomassa. Bioreaktorissa tapahtuvien biologisten muutosten yhteydessä tapahtuvien kemiallisten muutosten tutkiminen mahdollistaa melko täydellisen kuvan saamisen rakenteen toiminnasta. Anaerobisissa järjestelmissä, joissa on anaerobisia suodattimia, tällaisia ​​tietoja tarvitaan, jotta voidaan varmistaa ympäristön optimaalinen pH-arvo, joka on tärkein tekijä käsittelylaitosten normaalissa toiminnassa. Joissakin aerobisissa järjestelmissä, kuten niissä, joissa tapahtuu nitrifikaatiota, väliaineen pH:n säätely on myös tarpeen optimaalisen mikrobikasvun varmistamiseksi. 60-luvun lopulla käytäntöön tulleille suljetuille puhdistamoille, joissa käytetään puhdasta happea (happitankki), kemiallisten vuorovaikutusten tutkiminen tuli tarpeelliseksi pH-säädön lisäksi myös kaasuputkilaitteistojen teknisten laskelmien kannalta.[ . ..]

Katalyyttinen konversion nopeusvakio k yleensä tietyssä lämpötilassa on suorien, käänteisten ja sivureaktioiden nopeusvakioiden funktio sekä alkureagenssien ja niiden vuorovaikutustuotteiden diffuusiokertoimista. Heterogeenisen katalyyttisen prosessin nopeus määräytyy, kuten edellä on todettu, sen yksittäisten vaiheiden suhteellisilla nopeuksilla ja sitä rajoittaa hitain niistä. Tämän seurauksena katalyyttisen reaktion järjestys ei melkein koskaan vastaa reaktion molekyylisyyttä, joka vastaa tämän reaktion yhtälön stoikiometristä suhdetta, ja katalyyttisen konversion nopeusvakion laskentalausekkeet ovat spesifisiä tietyille vaiheille ja olosuhteille. sen toteuttamiseksi.[ ...]

Neutralointireaktion hallitsemiseksi on tiedettävä, kuinka paljon happoa tai emästä liuokseen lisätään halutun pH-arvon saavuttamiseksi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi voidaan käyttää stoikiometristen kertoimien empiiristä arviointimenetelmää, joka suoritetaan titraamalla.[ ...]

Kammion palamistuotteiden tasapainokoostumus määräytyy massan vaikutuksen lain mukaan. Tämän lain mukaan kemiallisten reaktioiden nopeus on suoraan verrannollinen alkureagenssien pitoisuuteen, joista jokainen otetaan asteeseen, joka on yhtä suuri kuin stökiömetrinen kerroin, jolla aine tulee yhtälöön. kemiallinen reaktio. Polttoaineiden koostumuksen perusteella voidaan olettaa, että palotuotteet, esimerkiksi nestemäiset rakettipolttoaineet kammiossa koostuvat CO2:sta, H20:sta, CO:sta, NO:sta, OH:sta, N2:sta, H2:sta, N. H, O, kiinteä rakettipolttoainetta- alkaen A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20, T = 1100 ... 2200 K. [ ...]

Maakaasun kaksivaiheisen polton käyttömahdollisuuden perustelemiseksi suoritettiin kokeellisia tutkimuksia paikallisten lämpötilojen jakautumisesta, typen oksidien ja palavien aineiden pitoisuuksista liekin pituudella riippuen polttimen läpi syötetyn ylimääräisen ilman kertoimesta. . Kokeet suoritettiin maakaasun poltolla VTI-pyörrepolttimella varustetun kattilan PTVM-50 uunissa, jossa kaasusuihkupurkaus pyörteilevään poikittaiseen ilmavirtaukseen. On todettu, että kohdassa ag O.wb polttoaineen palamisprosessi päättyy etäisyydelle 1f/X>out = 4,2 ja kohdassa ag = 1,10 - etäisyydelle bf10out = 3,6. Tämä osoittaa palamisprosessin pitkittymisen olosuhteissa, jotka eroavat merkittävästi stoikiometrisista olosuhteissa.[ ...]

Taulukossa on esitetty yksinkertaistettu prosessiparametrien matriisi aktiivilieteellä ilman nitrifikaatiota. 4.2. Tässä oletetaan, että kolme päätekijää vaikuttavat konversioprosessiin: biologinen kasvu, hajoaminen ja hydrolyysi. Reaktionopeudet on ilmoitettu oikeanpuoleisessa sarakkeessa ja taulukossa esitetyt kertoimet ovat stoikiometrisiä. Taulukon tietojen avulla voidaan kirjoittaa massataseyhtälö esimerkiksi helposti hajoavalle orgaaniselle aineelle Be täysin sekoitettuun reaktoriin. Kuljetuksesta vastaavat ilmaisut eivät tarvitse selitystä. Löydämme kaksi lauseketta, jotka kuvaavat aineen muunnoksia kertomalla (tässä tapauksessa) "komponentti"-sarakkeiden stoikiometriset kertoimet vastaavilla reaktionopeuksilla taulukon oikeanpuoleisesta sarakkeesta. 4.2.[ ...]

Kuvassa 50 esittää palamistuotteiden Wx-pitoisuuden muutosta (g / kWh) seoksen koostumuksesta ja sytytysajoista riippuen. Koska NOx:n muodostuminen riippuu suurelta osin kaasun lämpötilasta, varhaisessa syttymisessä NOx-päästöt lisääntyvät. 1 Ux:n muodostumisen riippuvuus ylimääräisen ilman kertoimesta on monimutkaisempi, koska On kaksi vastakkaista tekijää. 1NHOx:n muodostuminen riippuu palavan seoksen happipitoisuudesta ja lämpötilasta. Seoksen kallistaminen lisää happipitoisuutta, mutta alentaa maksimipalamislämpötilaa. Tämä johtaa siihen, että maksimipitoisuus saavutetaan, kun työskennellään stoikiometristä hieman huonommilla seoksilla. Samoilla ylimääräisen ilmakertoimen arvoilla tehokkaalla hyötysuhteella on maksimi.[ ...]

Kuvassa Kuvassa 7.2 on esitetty metanolipitoisuuden kokeelliset riippuvuudet NO3-N-pitoisuudesta täydellisen syrjäytysbiosuodattimen ulostulossa. Koepisteitä yhdistävät viivat kuvaavat aineen jakautumista suodatinta pitkin eri Smc/Sn-suhteilla Käyrien kaltevuus vastaa stoikiometrisen kertoimen arvoa: 3,1 kg CH3OH/kg NO -N.

Reagoivien aineiden pitoisuudet tasapainovakioon yhdistävä suhde on massan vaikutuksen lain matemaattinen ilmaisu, joka voidaan muotoilla seuraavasti: tietylle reversiibelille reaktiolle kemiallisessa tasapainotilassa, reversiibelin tuloksen suhde. Reaktiotuotteiden tasapainopitoisuudet lähtöaineiden tasapainokonsentraatioiden tuloksi tietyssä lämpötilassa on vakioarvo, ja jokaisen aineen pitoisuus on nostettava sen stoikiometrisen kertoimen potenssiin.[ ...]

Neuvostoliitossa Polezhaevin ja Girinan menetelmää käytetään NO¡¡:n määrittämiseen ilmakehässä. Tämä menetelmä käyttää 8-prosenttista KJ-liuosta typpidioksidin talteenottamiseen. Nitriitti-ionien määritys tuloksena olevasta liuoksesta suoritetaan Griess-Ilosvay-reagenssilla. Kaliumjodidiliuos on paljon tehokkaampi NO2:n absorboija kuin alkaliliuos. Sen tilavuudella (vain 6 ml) ja ilmavirtauksella (0,25 l / min) enintään 2 % NO2 liukuu huokoisella lasilevyllä varustetun absorptiolaitteen läpi. Valitut näytteet ovat säilyneet hyvin (noin kuukauden). KJ-liuoksen NOa:n absorption stoikiometrinen kerroin on 0,75, kun otetaan huomioon läpimurto. Tietojemme mukaan NO ei häiritse tätä menetelmää NO:NOa-pitoisuuksien suhteessa 3:1.[ ...]

Tämän menetelmän haittapuolena, joka on laajalti otettu käyttöön korkean lämpötilan jätteenkäsittelyssä, on tarve käyttää kalliita alkalisia reagensseja (NaOH ja Na2CO3). Tällä tavoin on mahdollista vastata monien teollisuudenalojen tarpeisiin, jotka joutuvat neutraloimaan pieniä määriä nestemäistä jätettä laajalla komponenttivalikoimalla. kemiallinen koostumus ja mikä tahansa orgaanisten klooriyhdisteiden pitoisuus. Klooripitoisten liuottimien palamiseen tulee kuitenkin suhtautua varoen, sillä tietyissä olosuhteissa (1 > 1200 °C, ylimääräinen ilmakerroin > 1,5) pakokaasut voivat sisältää fosgeenia - erittäin myrkyllistä hiiliklooria tai hiilihappokloridia (COC12). ). Tämän aineen hengenvaarallinen pitoisuus on 450 mg/1 m3 ilmaa.[ ...]

Heikosti liukenevien mineraalien tai niiden assosiaatioiden huuhtoutumis- tai kemiallinen rapautuminen on ominaista uusien kiinteät faasit; niiden ja liuenneiden komponenttien välisiä tasapainoja analysoidaan termodynaamisten tilakaavioiden avulla. Perusvaikeudet syntyvät yleensä prosessien kinetiikan kuvaamisen yhteydessä, jota ilman niiden huomioon ottaminen ei useinkaan ole perusteltua. Vastaavat kineettiset mallit edellyttävät kemiallisten vuorovaikutusten heijastamista eksplisiittisessä muodossa - reaktanttien cx osittaispitoisuuksien kautta, ottaen huomioon tiettyjen reaktioiden stökiömetriset kertoimet V..

Jokaiselle reaktiossa olevalle aineelle on seuraavat aineen määrät:

i:nnen aineen alkumäärä (aineen määrä ennen reaktion alkamista);

i:nnen aineen lopullinen määrä (aineen määrä reaktion lopussa);

Reagoineen (lähtöaineille) tai muodostuneen aineen (reaktiotuotteille) määrä.

Koska aineen määrä ei voi olla negatiivinen, lähtöaineille

Siitä lähtien >.

Reaktiotuotteille > siis .

Stökiometriset suhteet - reagoivien aineiden tai reaktiotuotteiden määrien, massojen tai tilavuuksien (kaasujen) väliset suhteet, jotka lasketaan reaktioyhtälön perusteella. Reaktioyhtälöitä käyttävät laskelmat perustuvat stoikiometrian peruslakiin: reagoivien tai muodostuneiden aineiden määrien suhde (mooleina) on yhtä suuri kuin vastaavien reaktioyhtälön kertoimien suhde (stoikiometriset kertoimet).

Yhtälön kuvaama aluminoterminen reaktio:

3Fe 3O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe,

reagoineiden aineiden ja reaktiotuotteiden määrät ovat suhteessa toisiinsa

Laskennassa on kätevämpää käyttää tämän lain toista muotoilua: reaktion tuloksena reagoineen tai muodostuneen aineen määrän suhde sen stoikiometriseen kertoimeen on vakio tietylle reaktiolle.

Yleensä muodon reaktiolle

aA + bB = cC + dD,

jossa pienet kirjaimet tarkoittavat kertoimia ja suuret kirjaimet - kemialliset aineet, reagoivien aineiden määrät liittyvät suhteeseen:

Tämän suhteen mitkä tahansa kaksi yhtäläisyyteen liittyvää termiä muodostavat kemiallisen reaktion osuuden: esim.

Jos muodostuneen tai reagoineen reaktion aineen massa tunnetaan reaktiosta, niin sen määrä voidaan löytää kaavalla

ja sitten kemiallisen reaktion osuutta käyttämällä voidaan löytää reaktion jäljellä oleville aineille. Ainetta, jonka massan tai määrän mukaan löydetään muiden reaktioon osallistuneiden massat, määrät tai tilavuudet, kutsutaan joskus vertailuaineeksi.

Jos annetaan useiden reagenssien massat, jäljelle jääneiden aineiden massojen laskenta suoritetaan sen aineen mukaan, josta on pulaa, eli se kuluu kokonaan reaktiossa. Ainemääriä, jotka täsmälleen vastaavat reaktioyhtälöä ilman ylimäärää tai puutetta, kutsutaan stoikiometrisiksi suureiksi.

Näin ollen stoikiometrisiin laskelmiin liittyvissä tehtävissä pääasiallisena tehtävänä on löytää vertailuaine ja laskea sen reaktion tuloksena joutunut tai muodostunut määrä.

Yksittäisen kiinteän aineen määrän laskeminen

missä on yksittäisen kiinteän aineen A määrä;

Yksittäisen kiinteän aineen A massa, g;

Aineen A moolimassa, g/mol.

Luonnollisen mineraalin tai kiintoaineseoksen määrän laskeminen

Olkoon luonnollinen mineraalipyriitti, jonka pääkomponentti on FeS 2 . Sen lisäksi rikkikiisukoostumus sisältää epäpuhtauksia. Pääkomponentin tai epäpuhtauksien pitoisuus ilmoitetaan massaprosentteina, esimerkiksi .

Jos pääkomponentin sisältö tiedetään, niin

Jos epäpuhtauksien pitoisuus tiedetään, niin

missä on yksittäisen aineen FeS 2 määrä, mol;

Kivennäispyriitin massa, g.

Samoin lasketaan komponentin määrä kiintoaineseoksessa, jos sen pitoisuus massaosuuksina tiedetään.

Puhtaan nesteen aineen määrän laskeminen

Jos massa tunnetaan, laskenta on samanlainen kuin yksittäisen kiinteän aineen laskenta.

Jos nesteen tilavuus tiedetään, niin

1. Laske tämän nestetilavuuden massa:

m f = V f s f,

missä m W on nesteen massa g;

V W - nesteen tilavuus, ml;

c w on nesteen tiheys, g/ml.

2. Selvitä nestemoolien määrä:

Tämä tekniikka soveltuu mihin tahansa aggregoituun aineen tilaan.

Määritetään aineen H 2 O määrä 200 ml:ssa vettä.

Ratkaisu: jos lämpötilaa ei ole määritelty, veden tiheydeksi oletetaan 1 g / ml, niin:

Laske liuenneen aineen määrä liuoksessa, jos sen pitoisuus on tiedossa

Jos tiedetään liuenneen aineen massaosuus, liuoksen tiheys ja tilavuus, niin

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

missä m p-ra on liuoksen massa, g;

V p-ra - liuoksen tilavuus, ml;

r-ra:lla - liuoksen tiheys, g / ml.

missä on liuenneen aineen massa, g;

Liuenneen aineen massaosuus prosentteina ilmaistuna.

Määritä typpihappoaineen määrä 500 ml:ssa 10 % happoliuosta, jonka tiheys on 1,0543 g/ml.

Määritä liuoksen massa

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

Määritä puhtaan HNO 3:n massa

Määritä HNO 3 -moolien lukumäärä

Jos tunnetaan liuenneen aineen ja aineen moolipitoisuus ja liuoksen tilavuus, niin

missä on liuoksen tilavuus, l;

I:nnen aineen moolipitoisuus liuoksessa, mol/l.

Yksittäisen kaasumaisen aineen määrän laskeminen

Jos kaasumaisen aineen massa on annettu, se lasketaan kaavalla (1).

Jos annetaan normaaliolosuhteissa mitattu tilavuus, niin kaavan (2) mukaan, jos kaasumaisen aineen tilavuus mitataan muissa olosuhteissa, niin kaavan (3) mukaan kaavat on annettu sivuilla 6-7.

Kaikki kvantitatiiviset suhteet kemiallisten prosessien laskennassa perustuvat reaktioiden stoikiometriaan. On kätevämpää ilmaista aineen määrä tällaisissa laskelmissa mooliina tai johdetuina yksiköinä (kmol, mmol jne.). Myyrä on yksi SI-perusyksiköistä. Yksi mooli mitä tahansa ainetta vastaa sen määrää, numeerisesti yhtä suuri kuin molekyylipaino. Siksi molekyylipainoa tulisi tässä tapauksessa pitää mitta-arvona, jonka yksiköt ovat: g/mol, kg/kmol, kg/mol. Joten esimerkiksi typen molekyylipaino on 28 g/mol, 28 kg/kmol, mutta 0,028 kg/mol.

Aineen massat ja moolimäärät liittyvät toisiinsa tunnetuilla suhteilla

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

jossa NA on komponentin A määrä, mol; m A on tämän komponentin massa, kg;

M A - komponentin A molekyylipaino, kg/mol.

Jatkuvissa prosesseissa aineen A virtaus voidaan ilmaista sen mol-

määrä aikayksikköä kohti

jossa W A on komponentin A molaarinen virtaus, mol/s; τ - aika, s.

Yksinkertaiselle reaktiolle, joka etenee lähes peruuttamattomasti, yleensä stoikiometti

ric-yhtälö kirjoitetaan muotoon

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

On kuitenkin mukavampaa kirjoittaa stoikiometrinen yhtälö algebrallisen muodossa

th, olettaen, että reaktanttien stoikiometriset kertoimet ovat negatiivisia ja reaktiotuotteet ovat positiivisia:

Sitten jokaiselle yksinkertaiselle reaktiolle voidaan kirjoittaa seuraavat yhtälöt:

Indeksi "0" viittaa komponentin alkuperäiseen määrään.

Nämä yhtäläisyydet antavat aihetta saada seuraavat materiaalitaseyhtälöt komponentille yksinkertaista reaktiota varten:

Esimerkki 7.1. Fenolin hydrausreaktio sykloheksanoliksi etenee yhtälön mukaisesti

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

Laske muodostuvan tuotteen määrä, jos komponentin A alkumäärä oli 235 kg ja loppumäärä 18,8 kg

Ratkaisu: Kirjoitamme reaktion muodossa

R - A - ZV \u003d 0.

Komponenttien molekyylipainot ovat: M A = 94 kg/kmol, M B = 2 kg/kmol ja

MR = 100 kg/kmol. Sitten fenolin moolimäärät reaktion alussa ja lopussa ovat:

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.

Muodostuneen sykloheksanolin määrä on yhtä suuri kuin

N R \u003d 0 + 1 ∙ 2,3 \u003d 2,3 kmol tai m R \u003d 100 2,3 \u003d 230 kg.

Niiden järjestelmässä olevien stoikiometrisesti riippumattomien reaktioiden määrittäminen reaktiolaitteiden materiaali- ja lämpölaskelmissa on välttämätöntä, jotta voidaan sulkea pois reaktiot, jotka ovat joidenkin niistä summa tai ero. Tällainen arviointi on helpoimmin suoritettavissa Gram-kriteerillä.

Jotta turhia laskelmia ei tehdä, on arvioitava, onko järjestelmä stoikiometrisesti riippuvainen. Näitä tarkoituksia varten tarvitaan:

Transponoi reaktiojärjestelmän alkuperäinen matriisi;

Kerro alkuperäinen matriisi transponoidulla;

Laske tuloksena olevan neliömatriisin determinantti.

Jos tämä determinantti on nolla, niin reaktiosysteemi on stoikiometrisesti riippuvainen.

Esimerkki 7.2. Meillä on reaktiojärjestelmä:

FeO + H2 \u003d Fe + H20;

Fe203 + 3H2 \u003d 2Fe + 3H20;

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

Tämä järjestelmä on stoikiometrisesti riippuvainen, koska kolmas reaktio on kahden muun summa. Tehdään matriisi

Redox-reaktion (ORR) yhtälöä laadittaessa on tarpeen määrittää pelkistävä aine, hapetin sekä annettujen ja vastaanotettujen elektronien lukumäärä. OVR-stoikiometriset kertoimet valitaan joko elektronitasapainomenetelmällä tai elektroni-ionitasapainomenetelmällä (jälkimmäistä kutsutaan myös puolireaktiomenetelmäksi). Katsotaanpa muutamia esimerkkejä. Esimerkkinä OVR-yhtälöiden laatimisesta ja stoikiometristen kertoimien valinnasta analysoimme rauta(II)disulfidin (pyriitin) hapetusprosessia väkevällä typpihapolla: Ensin määritetään mahdolliset reaktiotuotteet. Typpihappo on voimakas hapetin, joten sulfidi-ioni voidaan hapettaa joko maksimihapetusasteeseen S (H2S04) tai S (SO2) ja Fe Fe:ksi, kun taas HN03 voidaan pelkistää NO:ksi tai N02:ksi (joukko tietyt tuotteet määritetään reagenssien pitoisuudet, lämpötila jne.). Valitaan seuraava mahdollinen vaihtoehto: H20 on yhtälön vasemmalla tai oikealla puolella, emme vielä tiedä. On olemassa kaksi päämenetelmää kertoimien valintaan. Sovelletaan ensin elektroni-ionitasapainon menetelmää. Tämän menetelmän ydin on kahdessa hyvin yksinkertaisessa ja erittäin tärkeässä lausunnossa. Ensinnäkin tämä menetelmä tarkastelee elektronien siirtymistä hiukkasesta toiseen ottaen huomioon väliaineen luonteen (hapan, emäksinen tai neutraali). Toiseksi, kun laaditaan elektroni-ionitasapainon yhtälöä, kirjataan vain ne hiukkaset, jotka todella ovat olemassa tietyn OVR:n aikana - vain todella olemassa olevat kationit tai anonit kirjataan ionien muodossa; Aineet, jotka ovat huonosti dissosioituneita, liukenemattomia tai vapautuvat kaasun muodossa, on kirjoitettu molekyylimuotoon. Hapettumis- ja pelkistysprosessien yhtälöä laadittaessa vety- ja happiatomien lukumäärän tasaamiseksi otetaan käyttöön (väliaineesta riippuen) joko vesimolekyylejä ja vetyioneja (jos väliaine on hapan) tai vesimolekyylejä ja hydroksidi-ioneja. (jos väliaine on emäksistä). Tarkastellaan meidän tapauksessamme hapettumisen puolireaktiota. FeS2:n (huonosti liukenevan aineen) molekyylit muuttuvat Fe3+-ioneiksi (rautanitraatti (II) dissosioituu täysin ioneiksi) ja sulfaatti-ioneiksi S042 "(H2SO4:n dissosiaatio): Harkitse nyt nitraatti-ionin pelkistyspuolireaktiota: Tasapainottaminen happea, lisää 2 oikealle puolelle vesimolekyylejä ja vasemmalle - 4 H + ionia: Tasoittaaksesi varauksen vasemmalle puolelle (varaus +3), lisää 3 elektronia: Lopuksi meillä on: Molempien osien pienentäminen 16H + ja 8H20, saadaan redox-reaktion lopullinen, pelkistetty ioniyhtälö: Lisäämällä vastaava määrä NOJ nH+ -ioneja yhtälön molemmille puolille saadaan molekyylireaktioyhtälö: Huomaa, että annettujen ja vastaanotettujen elektronien lukumäärän määrittämiseksi , meidän ei koskaan tarvinnut määrittää alkuaineiden hapetustilaa. Lisäksi otimme huomioon ympäristön vaikutuksen ja määritimme "automaattisesti", että H20 on yhtälön oikealla puolella. Ei ole epäilystäkään siitä, että tällä menetelmällä on suuri kemiallinen merkitys. Empiirinen tasapainomenetelmä. OVR:n yhtälöiden stoikiometristen kertoimien löytämismenetelmän ydin on OVR:ään osallistuvien alkuaineiden atomien hapetusasteiden pakollinen määrittäminen. Tällä lähestymistavalla tasataan jälleen reaktio (11.1) (yllä sovellettiin puolireaktioiden menetelmää tähän reaktioon). Pelkistysprosessi kuvataan yksinkertaisesti: Hapetuskaavion laatiminen on vaikeampaa, koska kaksi alkuainetta hapetetaan kerralla - Fe ja S. Voit määrittää raudalle hapetusasteen +2, rikille - 1 ja ottaa huomioon, että on kaksi S-atomia Fe-atomia kohden: Voit kuitenkin tehdä ilman hapetusasteiden määrittämistä ja kirjoittaa muistiin kaavion (11.2): Oikean puolen varaus on +15, vasemman puolen varaus 0, joten FeS2:n on luovuttava 15 elektronista. Kirjoitamme muistiin kokonaistasapainon: Meidän on vielä "selvitettävä" tuloksena oleva tasapainoyhtälö - se osoittaa, että 5 HN03-molekyyliä käytetään FeS2:n hapettamiseen ja vielä 3 HNO-molekyyliä tarvitaan Fe(N03)j:n muodostamiseen: Vedyn tasaamiseksi ja happea, oikeaan osaan sinun on lisättävä 2 H20-molekyyliä: Elektroni-ionitasapainomenetelmä on monipuolisempi kuin elektronitasapainomenetelmä ja sillä on kiistaton etu kertoimien valinnassa monissa OTS:issa, erityisesti mukana orgaaniset yhdisteet, joissa jopa hapetusasteiden määritysmenettely on hyvin monimutkainen . - Ajatellaan esimerkiksi eteenin hapettumisprosessia, joka tapahtuu, kun se johdetaan kaliumpermanganaatin vesiliuoksen läpi. Tämän seurauksena eteeni hapettuu etyleeniglykoliksi HO - CH2 - CH2 - OH, ja permanganaatti pelkistyy mangaanioksidiksi (TV), lisäksi, kuten lopullisesta tasapainoyhtälöstä käy ilmi, oikealle muodostuu myös kaliumhydroksidia : Tehtyään tarvittavat pelkistykset tällaisista termeistä, kirjoitamme yhtälön lopulliseen molekyylimuotoon * Väliaineen vaikutus OVR-virtauksen luonteeseen Esimerkit (11.1) - (11.4) havainnollistavat selvästi "tekniikkaa" käyttää elektroni-ionitasapainomenetelmä OVR-virtauksen tapauksessa happamassa tai emäksisessä väliaineessa. Ympäristön luonne! vaikuttaa yhden tai toisen OVR:n kulumiseen; jotta tämä vaikutus "tuntettaisiin", otetaan huomioon yhden ja saman hapettimen (KMnO4) käyttäytyminen eri ympäristöissä. , talteenotto jopa Mn+4 (Mn0j), ja minimi - viimeisen vahvuudessa, jossa Shaiyaaapsya nousi aina (mvnganat-nOn Mn042"). Tämä selitetään seuraavasti. Dissosiaatiolinjan hapot muodostavat hydroksidi-ioneja ffjO +, jotka polarisoivat voimakkaasti 4 "MoOH-ionit heikentävät mangaanin sidoksia hapen kanssa (täten tehostavat pelkistimen vaikutusta) .. Neutraalissa väliaineessa vesimolekyylien polarisoiva vaikutus on merkittävästi c-aafep. >"MnO-ionit; paljon vähemmän polarisoitunut. Voimakkaasti emäksisessä väliaineessa hydroksidi-ionit ”jopa vahvistavat Mn-O-sidosta, minkä seurauksena pelkistimen tehokkuus laskee ja MnO^ ottaa vastaan ​​vain yhden elektronin. Esimerkki kaliumpermanganaatin käyttäytymisestä neutraalissa väliaineessa on reaktio (11.4). Otetaan myös yksi esimerkki reaktioista, joissa KMnOA on mukana happamassa ja emäksisessä väliaineessa

stoikiometria- reagoivien aineiden väliset määrälliset suhteet.

Jos reagenssit tunkeutuvat kemiallinen vuorovaikutus tiukasti määriteltyinä määrinä ja reaktion seurauksena muodostuu aineita, joiden määrä voidaan laskea, niin tällaisia ​​reaktioita kutsutaan ns. stoikiometrinen.

Stökiometrian lait:

Kemiallisten yhtälöiden kertoimet ennen kaavoja kemialliset yhdisteet nimeltään stoikiometrinen.

Kaikki kemiallisten yhtälöiden mukaiset laskelmat perustuvat stoikiometristen kertoimien käyttöön ja liittyvät aineen määrien (moolimäärän) löytämiseen.

Aineen määrä reaktioyhtälössä (moolien lukumäärä) = kerroin vastaavan molekyylin edessä.

N A= 6,02 × 1023 mol-1.

η - tuotteen todellisen massan suhde m p teoreettisesti mahdollista m t ilmaistuna yksikön murto-osina tai prosentteina.

Jos reaktiotuotteiden saantoa ei ole määritelty tilassa, laskelmissa se on 100% (kvantitatiivinen saanto).

Laskentakaavio kemiallisten reaktioiden yhtälöiden mukaan:

1. Kirjoita kemiallisen reaktion yhtälö.
2. Kirjoita aineiden kemiallisten kaavojen yläpuolelle tunnetut ja tuntemattomat suuret mittayksiköineen.
3. Kirjoita tunnettujen ja tuntemattomien aineiden kemiallisten kaavojen alle näiden reaktioyhtälöstä löydettyjen määrien vastaavat arvot.
4. Laadi ja ratkaise mittasuhteet.

Esimerkki. Laske 24 g magnesiumin täydellisen palamisen aikana muodostuneen magnesiumoksidiaineen massa ja määrä.

Annettu: m(Mg) = 24 g Löytö: ν (MgO) m (MgO)

Ratkaisu: 1. Tehdään kemiallisen reaktion yhtälö: 2Mg + O 2 \u003d 2MgO. 2. Aineiden kaavoissa ilmoitetaan aineen määrä (moolimäärä), joka vastaa stoikiometrisiä kertoimia: 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 mol 2 mol 3. Määritä magnesiumin moolimassa: Magnesiumin suhteellinen atomimassa Ar (Mg) = 24. Koska moolimassan arvo on yhtä suuri kuin suhteellinen atomi- tai molekyylimassa M(Mg)= 24 g/mol. 4. Ehdossa annetun aineen massan perusteella lasketaan aineen määrä: 5. Yli kemiallinen kaava magnesiumoksidi MgO, jonka massaa ei tiedetä, asetamme xmooli, magnesiumin kaavan yli mg kirjoita sen moolimassa: 1 mol xmooli 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 mol 2 mol Suhteiden ratkaisemisen sääntöjen mukaan: Magnesiumoksidin määrä v(MgO)= 1 mol. 7. Laske magnesiumoksidin moolimassa: M (Mg)\u003d 24 g/mol, M (O)= 16 g/mol. M(MgO)= 24 + 16 = 40 g/mol. Laske magnesiumoksidin massa: m (MgO) \u003d ν (MgO) × M (MgO) = 1 mol × 40 g / mol \u003d 40 g. Vastaus: ν(MgO) = 1 mol; m(MgO) = 40 g.