Stehiometrijski koeficijent. Određivanje stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbama redoks reakcija. Računska shema prema jednadžbama kemijskih reakcija
Pri izradi jednadžbe za redoks reakciju (ORR) potrebno je odrediti redukcijsko sredstvo, oksidacijsko sredstvo te broj predanih i primljenih elektrona. Stehiometrijski koeficijenti OVR odabiru se ili metodom ravnoteže elektrona ili metodom ravnoteže elektrona i iona (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 utvrđujemo moguće produkte reakcije. Dušična kiselina je jako oksidacijsko sredstvo, pa se sulfidni ion može oksidirati ili do maksimalnog oksidacijskog stanja S (H2S04) ili do S (SO2), a Fe do Fe, dok se HN03 može reducirati u N0 ili N02 (skup specifični proizvodi određuju se koncentracije reagensa, temperatura itd.). Odaberimo sljedeću moguću opciju: H20 će biti na lijevoj ili desnoj strani jednadžbe, još ne znamo. Postoje dvije glavne metode za odabir koeficijenata. Primijenimo najprije metodu ravnoteže elektrona i iona. Bit ove metode je u dvije vrlo jednostavne i vrlo važne izjave. Prvo, ova metoda razmatra prijelaz elektrona s jedne čestice na drugu, uz obvezno uvažavanje prirode medija (kiseli, alkalni ili neutralni). Drugo, pri sastavljanju jednadžbe elektron-ionske ravnoteže bilježe se samo one čestice koje stvarno postoje tijekom određenog OVR - samo stvarno postojeći kationi ili anoni bilježe se u obliku iona; Tvari koje su slabo disocirane, netopljive ili oslobođene u obliku plina zapisuju se u molekularnom obliku. Pri sastavljanju jednadžbe za procese oksidacije i redukcije, radi izjednačavanja broja atoma vodika i kisika, uvode se (ovisno o mediju) ili molekule vode i ioni vodika (ako je medij kisel), ili molekule vode i ioni hidroksida. (ako je medij alkalan). Razmotrimo za naš slučaj polureakciju oksidacije. Molekule FeS2 (slabo topljiva tvar) pretvaraju se u ione Fe3+ (željezni nitrat (II) potpuno disocira u ione) i sulfatne ione S042 "(disocijacija H2SO4): Razmotrimo sada polureakciju redukcije nitratnog iona: Za izjednačavanje kisika, dodajte 2 na desnu stranu molekule vode, a na lijevu - 4 H + iona: Za izjednačavanje naboja na lijevu stranu (naboj +3), dodajte 3 elektrona: Konačno, imamo: Smanjenje oba dijela za 16H + i 8H20, dobivamo konačnu, reduciranu ionsku jednadžbu redoks reakcije: Dodavanjem odgovarajućeg broja iona NOJ nH+ na obje strane jednadžbe, nalazimo jednadžbu molekularne reakcije: Imajte na umu da za određivanje broja danih i primljenih elektrona , nikada nismo morali odrediti oksidacijsko stanje elemenata. Osim toga, uzeli smo u obzir utjecaj okoline i “automatski” utvrdili da je H20 na desnoj strani jednadžbe. Nema sumnje da ova metoda ima veliko kemijsko značenje. Metoda empirijske ravnoteže. Bit metode pronalaženja stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbama OVR je obvezno određivanje oksidacijskih stanja atoma elemenata uključenih u OVR. Koristeći ovaj pristup, ponovno izjednačavamo reakciju (11.1) (gore smo primijenili metodu polureakcija na ovu reakciju). Proces redukcije je jednostavno opisan: Teže je sastaviti shemu oksidacije, budući da se dva elementa oksidiraju odjednom - Fe i S. Željezu možete dodijeliti oksidacijsko stanje +2, sumporu - 1 i uzeti u obzir da postoji su dva atoma S po atomu Fe: Možete, međutim, učiniti bez određivanja oksidacijskih stanja i zapisati shemu sličnu shemi (11.2): Desna strana ima naboj od +15, lijeva strana ima naboj od 0, tako da FeS2 mora predati 15 elektrona. Zapisujemo ukupnu ravnotežu: Moramo još malo "razumjeti" rezultirajuću jednadžbu bilance - ona pokazuje da se 5 molekula HN03 koristi za oksidaciju FeS2 i još 3 molekule HNO potrebne su za formiranje Fe(N03)j: Za izjednačavanje vodika i kisik, desnom dijelu morate dodati 2 molekule H2O: Metoda ravnoteže elektrona i iona je svestranija od metode ravnoteže elektrona i ima neospornu prednost u odabiru koeficijenata u mnogim OTS, posebno uz sudjelovanje organski spojevi, kod kojih je čak i postupak određivanja oksidacijskih stanja vrlo kompliciran . - Razmotrimo, na primjer, proces oksidacije etilena, koji se događa kada se propušta kroz vodenu otopinu kalijevog permanganata. Kao rezultat, 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, kalijev hidroksid također se formira na desnoj strani : Nakon što smo izvršili potrebne redukcije takvih članova, jednadžbu pišemo u konačnom molekularnom obliku * Utjecaj medija na prirodu OVR protoka Primjeri (11.1) - (11.4) jasno ilustriraju "tehniku" korištenja elektron-ionska metoda ravnoteže u slučaju OVR protoka u kiselom ili alkalnom mediju. Priroda okoliša! utječe na tijek jednog ili drugog OVR-a; da bismo "osjetili" taj utjecaj, razmotrimo ponašanje jednog te istog oksidacijskog sredstva (KMnO4) u različitim okruženjima. , obnavljajući do Mn+4 (Mn0j), a minimum - u snazi posljednjeg, u kojem je uskrsnuli Shaiyaaapsya do (mvnganat-nOn Mn042"). Ovo je objašnjeno na sljedeći način. Kiseline linije disocijacije tvore hidroksidne ione ffjO +, koji snažno polariziraju 4 "MoOH ione. Oslabljuju veze mangana s kisikom (čime se pojačava djelovanje redukcijskog sredstva). U neutralnom mediju, polarizirajući učinak molekula vode je znatno c-aafep. >"MnO ioni; mnogo manje polarizirana. U jako lužnatom mediju hidroksidni ioni „čak jačaju vezu Mn-O, uslijed čega se smanjuje učinkovitost redukcijskog sredstva i MnO^ prihvaća samo jedan elektron. Primjer ponašanja kalijeva permanganata u neutralnom mediju predstavlja reakcija (11.4). Navedimo i jedan primjer reakcija koje uključuju KMnOA u kiselom i lužnatom mediju
Koja proučava kvantitativne odnose između tvari koje su ušle u reakciju i nastale tijekom nje (od drugog grčkog "stechion" - "elementarni sastav", "meitren" - "mjerim").
Stehiometrija je najvažnija za proračun materijala i energije, bez koje je nemoguće organizirati bilo kakvu kemijsku proizvodnju. Kemijska stehiometrija omogućuje izračun količine sirovina potrebnih za određenu proizvodnju, uzimajući u obzir željeni učinak i moguće gubitke. Niti jedno poduzeće ne može se otvoriti bez preliminarnih proračuna.
Malo povijesti
Sama riječ "stehiometrija" izum je njemačkog kemičara Jeremyja Benjamina Richtera, koju je on predložio u svojoj knjizi, u kojoj je prvi put opisana ideja o mogućnosti izračuna pomoću kemijskih jednadžbi. Kasnije su Richterove ideje dobile teoretsko opravdanje otkrićem Avogadrovih (1811.), Gay-Lussacovih (1802.), zakona stalnosti sastava (J.L. Proust, 1808.), višestrukih omjera (J. Dalton, 1803.) i razvoj atomske i molekularne teorije. Sada se ti zakoni, kao i zakon ekvivalenata, koji je formulirao sam Richter, nazivaju zakonima stehiometrije.
Koncept "stehiometrije" koristi se u odnosu na obje tvari i kemijske reakcije.
Stehiometrijske jednadžbe
Stehiometrijske reakcije - reakcije u kojima polazne tvari međusobno djeluju u određenim omjerima, a količina produkata odgovara teoretskim izračunima.
Stehiometrijske jednadžbe su jednadžbe koje opisuju stehiometrijske reakcije.
Stehiometrijske jednadžbe) prikazuju kvantitativne odnose između svih sudionika u reakciji, izražene u molovima.
Većina anorganskih reakcija su stehiometrijske. 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
Izračuni koji koriste ove reakcijske jednadžbe mogu odrediti koliko je svake tvari potrebno uzeti da bi se dobila određena količina sumporne kiseline.
Većina organskih reakcija je nestehiometrijska. Na primjer, jednadžba reakcije za krekiranje etana izgleda ovako:
C2H6 → C2H4 + H2.
Međutim, u stvarnosti, tijekom reakcije uvijek će se dobiti različite količine nusproizvoda - acetilena, metana i drugih, što se ne može teoretski izračunati. Neke anorganske reakcije također prkose izračunima. Na primjer, amonijev nitrat:
NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.
Ona 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 kemijske proizvodnje
Sve reakcije koje se koriste u ili u proizvodnji moraju biti stehiometrijske, odnosno podložne točnim proračunima. Hoće li tvornica ili tvornica biti profitabilna? Stehiometrija vam omogućuje da saznate.
Na temelju stehiometrijskih jednadžbi izrađuje se teorijska bilanca. Potrebno je odrediti koliko će polaznih materijala biti potrebno za dobivanje željene količine proizvoda od interesa. Nadalje se provode operativni pokusi koji će pokazati stvarnu potrošnju polaznih materijala i prinos proizvoda. Razlika između teoretskih izračuna i praktičnih podataka omogućuje vam optimizaciju proizvodnje i procjenu buduće ekonomske učinkovitosti poduzeća. Stehiometrijski izračuni također omogućuju sastavljanje toplinske bilance procesa kako bi se odabrala oprema, odredile mase nastalih nusproizvoda koje će trebati ukloniti i tako dalje.
Stehiometrijske tvari
Prema zakonu postojanosti sastava koji je predložio J.L. Proust, svaka kemikalija ima konstantan sastav, bez obzira na način pripreme. To znači da će, primjerice, u molekuli sumporne kiseline H 2 SO 4, bez obzira na metodu kojom je dobivena, uvijek biti jedan atom sumpora i četiri atoma kisika na dva atoma vodika. Sve tvari koje imaju molekularnu strukturu su stehiometrijske.
Međutim, u prirodi su vrlo rasprostranjene tvari čiji se sastav može razlikovati ovisno o načinu pripreme ili izvoru podrijetla. Velika većina njih su kristalne tvari. Moglo bi se čak reći da je za čvrste tvari stehiometrija prije iznimka nego pravilo.
Na primjer, razmotrite sastav dobro proučenog titan karbida i oksida. U titanijevom oksidu TiO x X=0,7-1,3, odnosno na atom titana dolazi od 0,7 do 1,3 atoma kisika, u karbidu TiC x X=0,6-1,0.
Nestehiometrijski čvrste tvari zbog intersticijalnog defekta na čvorovima kristalne rešetke ili, obrnuto, pojave praznina na čvorovima. Takve tvari uključuju okside, silicide, boride, karbide, fosfide, nitride i druge. anorganske tvari, kao i visokomolekularni organski.
Iako je dokaze o postojanju spojeva promjenjivog sastava tek početkom 20. stoljeća predstavio I. S. Kurnakov, takve se tvari često nazivaju bertolidi po imenu znanstvenika K. L. Bertholleta, koji je sugerirao da se sastav svake tvari mijenja.
Svi kvantitativni omjeri u proračunu kemijskih procesa temelje se na stehiometriji reakcija. Pogodnije je izraziti količinu tvari u takvim izračunima u molovima ili izvedenim jedinicama (kmol, mmol, itd.). Mol je jedna od osnovnih SI jedinica. Jedan mol bilo koje tvari odgovara njegovoj količini, numerički jednakoj molekularnoj težini. Stoga se molekularna težina u ovom slučaju treba smatrati dimenzijskom vrijednošću s jedinicama: g/mol, kg/kmol, kg/mol. Tako je, na primjer, molekularna težina dušika 28 g/mol, 28 kg/kmol, ali 0,028 kg/mol.
Masa i molarne količine tvari 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 masa komponente A, kg/mol.
U kontinuiranim procesima protok tvari A može se izraziti njezinim 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
ricna jednadzba je zapisana u obliku
v A A + v B B = v R R + v S S.
Međutim, zgodnije je stehiometrijsku jednadžbu napisati u obliku algebarske
th, uz pretpostavku da su stehiometrijski koeficijenti reaktanata negativni, a produkti reakcije pozitivni:
Tada za svaku jednostavnu reakciju možemo napisati sljedeće jednakosti:
Indeks "0" odnosi se na početnu količinu komponente.
Ove jednakosti daju osnovu za dobivanje sljedećih jednadžbi materijalne bilance za komponentu za jednostavnu reakciju:
Primjer 7.1. Reakcija hidrogenacije fenola u cikloheksanol odvija se prema jednadžbi
C 6 H 5 OH + ZN 2 \u003d C 6 H 11 OH, ili A + 3B \u003d R.
Izračunajte količinu produkta koji je nastao ako je početna količina komponente A bila 235 kg, a konačna količina 18,8 kg.
Rješenje: Reakciju zapisujemo kao
R - A - ZV \u003d 0.
Molekulske mase komponenata 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 \u003d 18,8 / 94 \u003d 0,2; n \u003d (0,2 - 2,5) / (-1) \u003d 2,3.
Količina nastalog cikloheksanola bit će jednaka
N R = 0 +1∙2,3 = 2,3 kmol ili m R = 100∙2,3 = 230 kg.
Utvrđivanje stehiometrijski neovisnih reakcija u njihovom sustavu u materijalnim i toplinskim proračunima reakcijskih aparata potrebno je kako bi se isključile reakcije koje su zbroj ili razlika nekih od njih. Takvu procjenu najlakše je provesti korištenjem Gramovog kriterija.
Kako se ne bi vršili nepotrebni proračuni, treba procijeniti je li sustav stehiometrijski ovisan. U ove svrhe potrebno je:
Transponirati izvornu matricu reakcijskog sustava;
Pomnožite izvornu matricu s transponiranom;
Izračunajte determinantu dobivene kvadratne matrice.
Ako je ta determinanta jednaka nuli, tada je reakcijski sustav stehiometrijski ovisan.
Primjer 7.2. Imamo sustav reakcije:
FeO + H2 \u003d Fe + H2O;
Fe2O3 + 3H2 \u003d 2Fe + 3H2O;
FeO + Fe 2 O 3 + 4H 2 \u003d 3Fe + 4H 2 O.
Ovaj sustav je stehiometrijski ovisan jer je treća reakcija zbroj druge dvije. Napravimo matricu
Za svaku tvar u reakciji postoje sljedeće količine tvari:
Početna količina i-te tvari (količina tvari prije početka reakcije);
Konačna količina i-te tvari (količina tvari na kraju reakcije);
Količina izreagirane (za početne tvari) ili nastale tvari (za produkte reakcije).
Budući da količina tvari ne može biti negativna, za polazne tvari
Od >.
Za produkte reakcije >, dakle, .
Stehiometrijski omjeri - omjeri između količina, masa ili volumena (za plinove) reagirajućih tvari ili produkata reakcije, izračunati na temelju reakcijske jednadžbe. Proračuni pomoću jednadžbi reakcija temelje se na osnovnom zakonu stehiometrije: omjer količina reagirajućih ili nastalih tvari (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 tvari i produkata reakcije odnose se kao
Za izračune je prikladnije koristiti drugu formulaciju ovog zakona: omjer količine izreagirane ili nastale tvari kao rezultat reakcije i njezinog stehiometrijskog koeficijenta je konstanta za danu reakciju.
Općenito, za reakciju forme
aA + bB = cC + dD,
gdje mala slova označavaju koeficijente, a velika slova - kemijske tvari, količine reaktanata su povezane omjerom:
Bilo koja dva člana ovog omjera, povezana jednakošću, tvore udio kemijske reakcije: na primjer,
Ako je za reakciju poznata masa nastale ili izreagirane tvari reakcije, tada se njezina količina može pronaći formulom
a zatim se pomoću omjera kemijske reakcije mogu pronaći preostale tvari reakcije. Tvar, prema čijoj se masi ili količini utvrđuju mase, količine ili volumeni drugih sudionika u reakciji, ponekad se naziva referentna tvar.
Ako su dane mase nekoliko reagensa, tada se izračunavanje masa preostalih tvari provodi prema tvari koja nedostaje, tj. potpuno se potroši u reakciji. Količine tvari koje točno odgovaraju jednadžbi reakcije bez viška ili manjka nazivaju se stehiometrijskim količinama.
Dakle, u zadacima koji se odnose na stehiometrijske izračune, glavna radnja je pronaći referentnu tvar i izračunati njezinu količinu koja je ušla ili nastala kao rezultat reakcije.
Proračun količine pojedine čvrste tvari
gdje je količina pojedinačne krutine A;
Masa pojedinačne krutine A, g;
Molarna masa tvari A, g/mol.
Izračun količine prirodnog minerala ili mješavine čvrstih tvari
Neka je dat prirodni mineral pirit kojemu je glavna komponenta FeS 2 . Osim toga, sastav pirita uključuje nečistoće. Sadržaj glavne komponente ili nečistoća označen je u masenim postocima, na primjer, .
Ako je poznat sadržaj glavne komponente, tada
Ako je poznat sadržaj nečistoća, tada
gdje je količina pojedinačne tvari FeS 2, mol;
Masa minerala pirita, g.
Slično se izračunava količina komponente u smjesi krutih tvari ako je poznat njezin sadržaj u masenim udjelima.
Izračunavanje količine tvari čiste tekućine
Ako je masa poznata, tada je izračun sličan izračunu za pojedinačnu čvrstu tvar.
Ako je volumen tekućine poznat, tada
1. Odredite masu ovog volumena tekućine:
m f = V f s f,
gdje je m W masa tekućine g;
V W - volumen tekućine, ml;
c w je gustoća tekućine, g/ml.
2. Odredite broj molova tekućine:
Ova tehnika je prikladna za bilo koje agregatno stanje tvari.
Odredite količinu tvari H 2 O u 200 ml vode.
Rješenje: ako temperatura nije navedena, pretpostavlja se da je gustoća vode 1 g / ml, a zatim:
Izračunajte količinu otopljene tvari u otopini ako je poznata njezina koncentracija
Ako su poznati maseni udio otopljene tvari, gustoća otopine i njezin volumen, tada
m r-ra \u003d V r-ra s r-ra,
gdje je m p-ra masa otopine, g;
V p-ra - volumen otopine, ml;
s r-ra - gustoća otopine, g / ml.
gdje je masa otopljene tvari, g;
Maseni udio otopljene tvari, izražen u %.
Odredite količinu tvari dušične kiseline u 500 ml 10%-tne otopine kiseline gustoće 1,0543 g/ml.
Odredite masu otopine
m r-ra \u003d V r-ra s r-ra \u003d 500 1,0543 \u003d 527,150 g
Odredite masu čiste HNO3
Odredite broj molova HNO3
Ako je poznata molarna koncentracija otopljene tvari i tvari te volumen otopine tada
gdje je volumen otopine, l;
Molarna koncentracija i-te tvari u otopini, mol/l.
Proračun količine pojedine plinovite tvari
Ako je dana masa plinovite tvari, tada se ona izračunava prema formuli (1).
Ako je naveden volumen izmjeren u normalnim uvjetima, onda prema formuli (2), ako se volumen plinovite tvari mjeri u bilo kojim drugim uvjetima, onda prema formuli (3), formule su dane na stranicama 6-7.
Koeficijent viška zraka ovom metodom organiziranja procesa izgaranja trebao bi odgovarati bogatim smjesama blizu stehiometrijskih. U ovom slučaju bit će vrlo teško organizirati učinkovito izgaranje siromašnih smjesa zbog nedovoljno velike brzine širenja fronte plamena s velikom vjerojatnošću prigušenja izvora paljenja, značajne cikličke neujednačenosti izgaranja i, u konačnici, zatajenja paljenja. Stoga se ovaj smjer može nazvati izuzetno sporim izgaranjem bogatih plinsko-zračnih smjesa.[ ...]
Koeficijent viška zraka (a) značajno utječe na proces izgaranja i sastav produkata izgaranja. Očito je da pri 1,0) praktički ne utječe na komponentni sastav dimnih plinova i dovodi samo do smanjenja koncentracije komponenti zbog razrjeđivanja zrakom koji se ne koristi u procesu izgaranja.[ ...]
Na temelju stehiometrijskih koeficijenata reakcije za dobivanje dialkilklorotiofosfata i optimalno rješenje za kriterij 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 tablici. 24.5 prikazuje stehiometrijske faktore prinosa određene u pokusima provedenim u šaržnim reaktorima za čiste kulture. Ove vrijednosti se prilično dobro slažu, unatoč raznim uvjetima mikrobiološki rast.[ ...]
Iz izraza (3.36) nalazimo stehiometrijski koeficijent "sat.r = 0,05 g P / g KPK (HAc).[ ...]
[ ...]
Iz primjera 3.2 možete pronaći stehiometrijske koeficijente jednadžbe 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 tim je formulama prvi polazni materijal uključen u sve stehiometrijske jednadžbe i njegov stehiometrijski koeficijent u njima je V/, = -1. Za ovu tvar dani su stupnjevi transformacije lu u svakoj stehiometrijskoj jednadžbi (svi - K). U jednadžbama (3.14) i (3.15) pretpostavlja se da i-ta komponenta - produkt za koji se određuju selektivnost i prinos, nastaje samo u 1. stehiometrijskoj jednadžbi (tada E / \u003d x () . Količine komponente u ovim formulama mjere se u molovima (oznaka LO, kako je tradicionalno prihvaćeno u kemijskim znanostima.[ ...]
Pri sastavljanju redoks jednadžbi nalaze se stehiometrijski koeficijenti za oksidaciju elementa prije i poslije reakcije. Oksidacija elementa u spojevima određena je brojem elektrona koje je atom potrošio na stvaranje polarnih i ionskih veza, a predznak oksidacije određen je smjerom pomaka veznih elektronskih parova. Na primjer, oksidacija natrijeva iona u spoju NaCl je +1, a klora je -I.[ ...]
Prikladnije je prikazati stehiometriju mikrobiološke reakcije stehiometrijskom jednadžbom ravnoteže, nego u obliku tablica faktora iskorištenja. Takav opis sastava komponenti mikrobiološke stanice zahtijevao je korištenje empirijske formule. Eksperimentalno je utvrđena formula tvari stanice C5H702N, koja se često koristi u izradi stehiometrijskih jednadžbi.[ ...]
U tablici. Slika 3.6 prikazuje tipične vrijednosti za kinetičke i druge konstante, kao i stehiometrijske koeficijente, za aerobni proces pročišćavanja gradske otpadne vode. Treba napomenuti da postoji određena korelacija između pojedinih konstanti, pa je potrebno koristiti skup konstanti iz jednog izvora, a ne birati pojedinačne konstante iz različitih izvora. U tablici. 3.7 prikazuje slične korelacije.[ ...]
Metoda je standardizirana poznatim količinama joda, pretvorenim u ozon, na temelju stehiometrijskog koeficijenta jednakog jedan (1 mol ozona oslobađa 1 mol joda). Ovaj koeficijent podupiru rezultati niza istraživanja na temelju kojih su utvrđene stehiometrijske reakcije ozona s olefinima. S drugačijim koeficijentom ove bi rezultate bilo teško objasniti. Međutim, u radu je utvrđeno da je navedeni koeficijent 1,5. To je u skladu s podacima prema kojima se pri pH 9 dobiva stehiometrijski koeficijent jednak jedinici, te se u kiseloj sredini oslobađa puno više joda nego u neutralnoj i lužnatoj.[ ...]
Ispitivanja su provedena pri punom opterećenju i konstantnoj brzini radilice od 1500 min1. Koeficijent viška zraka varirao je u rasponu od 0,8 [ ...]
Materijalni procesi u živoj prirodi, ciklusi biogenih elemenata povezani su s energetskim tokovima stehiometrijskim koeficijentima koji variraju kod najrazličitijih organizama samo unutar istog reda. Istovremeno, zahvaljujući visoka efikasnost katalize, troškovi energije za sintezu novih tvari u organizmima mnogo su manji nego u tehničkim analozima tih procesa.[ ...]
Mjerenja karakteristika motora i emisija štetnih emisija za sve komore izgaranja provedena su u širokom rasponu promjena koeficijenta viška zraka od stehiometrijske vrijednosti do izrazito siromašne smjese. Na sl. 56 i 57 prikazuju glavne rezultate ovisno o a, dobivene pri brzini od 2000 min i široko otvorenom leptiru za gas. Vrijednost kuta napredovanja paljenja odabrana je iz uvjeta postizanja maksimalnog momenta.[ ...]
Biološki proces uklanjanja fosfora je složen, pa je, naravno, naš pristup uvelike pojednostavljen. U tablici. 8.1 predstavlja skup stehiometrijskih koeficijenata koji opisuju procese koji se odvijaju uz sudjelovanje FAO. Tablica izgleda komplicirano, ali u njoj su već napravljena pojednostavljenja.[ ...]
U jednom od najnovijih radova pretpostavlja se da 1 mol NO2 daje 0,72 g-iona NO7. Prema podacima Međunarodne organizacije za standardizaciju, stehiometrijski koeficijent ovisi o sastavu reagensa tipa Griess. Predloženo je šest varijanti ovog reagensa, koje se razlikuju po sastavu njegovih komponenti, a naznačeno je da je učinkovitost apsorpcije za sve vrste apsorpcijskih otopina 90%, a stehiometrijski koeficijent, uzimajući u obzir učinkovitost 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 tijekom nuspojava.[ ...]
Pri projektiranju postrojenja za biokemijsku obradu Otpadne vode i analizi 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 događaju u bioreaktoru omogućuje dobivanje prilično cjelovite slike o radu strukture. Za anaerobne sustave, koji uključuju anaerobne filtre, takvi su podaci potrebni kako bi se osigurala optimalna pH vrijednost okoliša, što je glavni čimbenik normalnog rada postrojenja za pročišćavanje. U nekim aerobnim sustavima, poput onih u kojima dolazi do nitrifikacije, također je neophodna kontrola pH medija kako bi se osigurale optimalne stope rasta mikroba. Za zatvorene objekte za pročišćavanje koji su ušli u praksu krajem 60-ih godina, a koji koriste čisti kisik (oxy-tank), studija kemijske interakcije postao je neophodan ne samo za kontrolu pH, već i za inženjerski izračun opreme plinovoda.[ ...]
Konstanta brzine katalitičke pretvorbe k u općem je slučaju na danoj temperaturi funkcija konstanti brzine izravne, reverzne i sporedne reakcije, kao i koeficijenata difuzije početnih reagensa i produkata njihove interakcije. Brzina heterogenog katalitičkog procesa određena je, kao što je gore navedeno, relativnim brzinama njegovih pojedinačnih faza i ograničena je najsporijom od njih. Kao rezultat toga, redoslijed katalitičke reakcije gotovo se nikad ne podudara s molekularnošću reakcije koja odgovara stehiometrijskom omjeru u jednadžbi za ovu reakciju, a izrazi za izračunavanje konstante brzine katalitičke pretvorbe specifični su za specifične stupnjeve i uvjete. za njegovu provedbu.[ ...]
Da bi se kontrolirala reakcija neutralizacije, mora se znati koliko kiseline ili baze dodati u otopinu da se dobije željena pH vrijednost. Za rješavanje ovog problema može se koristiti metoda empirijske procjene stehiometrijskih koeficijenata koja se provodi titracijom.[ ...]
Ravnotežni sastav produkata izgaranja u komori određen je zakonom djelovanja masa. Prema tom zakonu, brzina kemijskih reakcija izravno je proporcionalna koncentraciji početnih reagensa, od kojih je svaki uzet u stupnju jednakom stehiometrijskom koeficijentu s kojim tvar ulazi u jednadžbu kemijske reakcije. Na temelju sastava goriva možemo pretpostaviti da će se proizvodi izgaranja, na primjer, tekućih raketnih goriva u komori sastojati od CO2, H20, CO, NO, OH, N2, H2, N. H, O, za čvrsta raketno gorivo- od A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20 na T \u003d 1100 ... 2200 K. [ ...]
Kako bi se potvrdila mogućnost korištenja dvostupanjskog izgaranja prirodnog plina, provedena su eksperimentalna istraživanja raspodjele lokalnih temperatura, koncentracija dušikovih oksida i zapaljivih tvari duž duljine plamena ovisno o koeficijentu viška zraka koji se dovodi kroz plamenik. . Pokusi su provedeni sa izgaranjem prirodnog plina u ložištu kotla PTVM-50 opremljenog VTI vrtložnim plamenikom s perifernim ispuštanjem plinskog mlaza u vrtložno poprečno strujanje zraka. Utvrđeno je da pri ag O.wb proces izgaranja goriva završava na udaljenosti 1f/X>out = 4,2, a pri ag = 1,10 - na udaljenosti bf10out = 3,6. To ukazuje na produljenje procesa izgaranja u uvjetima koji se značajno razlikuju od stehiometrijskih.[ ...]
Pojednostavljena matrica procesnih parametara s aktivnim muljem bez nitrifikacije prikazana je u tablici. 4.2. Ovdje se pretpostavlja da tri glavna čimbenika pridonose procesu pretvorbe: biološki rast, razgradnja i hidroliza. Brzine reakcije navedene su u desnom stupcu, a koeficijenti prikazani u tablici su stehiometrijski. Koristeći tablične podatke, može se napisati jednadžba bilance mase, na primjer, za lako razgradljivu organsku tvar Be u savršeno miješanom reaktoru. Izrazi odgovorni za prijevoz ne trebaju objašnjenje. Nalazimo dva izraza koji opisuju transformacije tvari množenjem stehiometrijskih koeficijenata iz (u ovom slučaju) stupaca "komponenti" s odgovarajućim brzinama reakcije iz desnog stupca tablice. 4.2.[ ...]
Na sl. 50 prikazuje promjenu sadržaja Wx u produktima izgaranja (g / kWh) ovisno o sastavu smjese i vremenu paljenja. Jer stvaranje NOx uvelike ovisi o temperaturi plina, ranim paljenjem povećava se emisija NOx. Ovisnost stvaranja 1 Ux o koeficijentu viška zraka je složenija, jer Dva su suprotna faktora. Stvaranje 1NHOx ovisi o koncentraciji kisika u zapaljivoj smjesi i temperaturi. Smanjenje smjese povećava koncentraciju kisika, ali smanjuje maksimalnu temperaturu izgaranja. To dovodi do činjenice da se maksimalni sadržaj postiže pri radu sa smjesama nešto siromašnijim od stehiometrijskih. Pri istim vrijednostima koeficijenta viška zraka efektivna učinkovitost ima maksimum.[ ...]
Na sl. Na slici 7.2 prikazane su eksperimentalne ovisnosti koncentracije metanola o koncentraciji NO3-N na izlazu iz biofiltera potpunog istiskivanja. Linije koje povezuju eksperimentalne točke karakteriziraju raspodjelu tvari duž filtra pri različitim omjerima Smc/Sn. Nagib krivulja odgovara vrijednosti stehiometrijskog koeficijenta: 3,1 kg CH3OH/kg NO -N.
Odnos koji povezuje koncentracije tvari koje reagiraju s konstantom ravnoteže matematički je izraz zakona djelovanja mase, koji se može formulirati na sljedeći način: za danu reverzibilnu reakciju u stanju kemijske ravnoteže, omjer umnoška ravnotežne koncentracije produkata reakcije na umnožak ravnotežnih koncentracija polaznih tvari na danoj temperaturi je konstantna vrijednost, a koncentracija svake tvari mora se podići na potenciju njezinog stehiometrijskog koeficijenta.[ ...]
U Sovjetskom Savezu koristi se metoda Poležajeva i Girine za određivanje NO¡¡ u atmosferi. Ova metoda koristi 8% otopinu KJ za hvatanje dušikovog dioksida. Određivanje nitritnih iona u dobivenoj otopini provodi se pomoću Griess-Ilosvay reagensa. Otopina kalijevog jodida puno je učinkovitiji apsorber NO2 od otopine lužine. Svojim volumenom (samo 6 ml) i brzinom protoka zraka (0,25 l/min), kroz apsorpcijski uređaj s poroznom staklenom pločom ne klizi više od 2% NO2. Odabrani uzorci su dobro očuvani (oko mjesec dana). Stehiometrijski koeficijent za apsorpciju NOa otopinom KJ je 0,75, uzimajući u obzir proboj. Prema našim podacima, NO ne interferira s ovom metodom pri omjeru koncentracija NO:NOa od 3:1.[ ...]
Nedostatak ove metode, široko uvedene u praksu visokotemperaturne obrade otpada, je potreba za korištenjem skupih alkalnih reagensa (NaOH i Na2CO3). Na taj način moguće je zadovoljiti potrebe mnogih industrija koje trebaju neutralizirati male količine tekućeg otpada širokim spektrom komponenti. kemijski sastav i bilo koji sadržaj organoklornih spojeva. Međutim, izgaranju otapala koja sadrže klor treba pristupiti s oprezom, budući da pod određenim uvjetima (1 > 1200 ° C, koeficijent viška zraka > 1,5), ispušni plinovi mogu sadržavati fosgen - vrlo otrovni ugljikov klor, ili klorid ugljične kiseline (COC12 ). Koncentracija opasna po život ove tvari je 450 mg po 1 m3 zraka.[ ...]
Procesi ispiranja ili kemijskog trošenja teško topljivih minerala ili njihovih asocijacija karakterizirani su stvaranjem novih čvrste faze; ravnoteže između njih i otopljenih komponenti analiziraju se termodinamičkim dijagramima stanja. Temeljne poteškoće ovdje obično nastaju u vezi s potrebom opisivanja kinetike procesa, bez čega njihovo razmatranje često nije opravdano. Odgovarajući kinetički modeli zahtijevaju refleksiju kemijskih interakcija u eksplicitnom obliku - kroz parcijalne koncentracije reaktanata cx, uzimajući u obzir stehiometrijske koeficijente V. specifičnih reakcija.
