Стейхиометриялық коэффициент. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеуіндегі стехиометриялық коэффициенттерді анықтау. Химиялық реакция теңдеулері бойынша есептеу схемасы

Тотығу-тотықсыздану реакциясының теңдеуін (ТҚР) құру кезінде тотықсыздандырғышты, тотықтырғышты, берілген және алынған электрондардың санын анықтау керек. OVR стехиометриялық коэффициенттері не электронды теңгерім әдісі, не электронды-иондық тепе-теңдік әдісі (соңғысын жартылай реакция әдісі деп те аталады) арқылы таңдалады. Бірнеше мысалды қарастырайық. OVR теңдеулерін құрастыруға және стехиометриялық коэффициенттерді таңдауға мысал ретінде темір (II) дисульфидінің (пириттің) концентрлі азот қышқылымен тотығу процесін талдаймыз: Ең алдымен мүмкін болатын реакция өнімдерін анықтаймыз. Азот қышқылы күшті тотықтырғыш болып табылады, сондықтан сульфид ионын максималды тотығу дәрежесіне дейін S (H2S04) немесе S (SO2), Fe-ден Fe-ге дейін тотықтыруға болады, ал HN03-ті N0 немесе N02-ге дейін тотықсыздандыруға болады. нақты өнімдер реагенттердің концентрациясы, температура және т.б. анықталады). Келесі ықтимал нұсқаны таңдайық: H20 теңдеудің сол немесе оң жағында болады, біз әлі білмейміз. Коэффиценттерді таңдаудың екі негізгі әдісі бар. Алдымен электронды-иондық тепе-теңдік әдісін қолданайық. Бұл әдістің мәні өте қарапайым және өте маңызды екі мәлімдемеде. Біріншіден, бұл әдіс ортаның (қышқылдық, сілтілі немесе бейтарап) табиғатын міндетті түрде ескере отырып, электрондардың бір бөлшектен екіншісіне өтуін қарастырады. Екіншіден, электронды-иондық тепе-теңдіктің теңдеуін құрастыру кезінде тек берілген OVR барысында шын мәнінде бар бөлшектер ғана тіркеледі - иондар түрінде шын мәнінде бар катиондар немесе аннондар ғана жазылады; Нашар диссоциацияланатын, ерімейтін немесе газ түрінде бөлінетін заттар молекулалық түрде жазылады. Тотығу және тотықсыздану процестерінің теңдеуін құрастыру кезінде сутегі мен оттегі атомдарының санын теңестіру үшін (ортаға байланысты) не су молекулалары мен сутегі иондары (егер орта қышқыл болса), не су молекулалары мен гидроксид иондары енгізіледі. (егер орта сілтілі болса). Біздің жағдайымыз үшін тотығудың жартылай реакциясын қарастырайық. FeS2 (жаман еритін зат) молекулалары Fe3+ иондарына (темір нитраты (II) иондарға толығымен диссоциацияланады) және сульфат иондарына S042 "(H2SO4 диссоциациясы) айналады: Енді нитрат ионының тотықсыздану жартылай реакциясын қарастырайық: Теңдеу үшін оттегі, оң жақ су молекулаларына 2, ал солға - 4 Н + иондарын қосыңыз: Зарядты сол жаққа (заряд +3) теңестіру үшін 3 электрон қосыңыз: Соңында, бізде: Екі бөлікті де 16H + кемітеміз. және 8H20, тотығу-тотықсыздану реакциясының соңғы, келтірілген иондық теңдеуін аламыз: Теңдеудің екі жағына NOJ nH+ иондарының сәйкес санын қосып, молекулалық реакция теңдеуін табамыз: Берілген және қабылданған электрондардың санын анықтау үшін назар аударыңыз , бізге ешқашан элементтердің тотығу дәрежесін анықтау қажет болған жоқ. Сонымен қатар, біз қоршаған ортаның әсерін ескердік және H20 теңдеудің оң жағында екенін «автоматты түрде» анықтадық. Бұл әдістің үлкен химиялық мәні бар екені даусыз. Эмпирикалық баланс әдісі. ОБР теңдеулеріндегі стехиометриялық коэффициенттерді табу әдісінің мәні ОВР-ға қатысатын элементтер атомдарының тотығу дәрежелерін міндетті түрде анықтау болып табылады. Осы тәсілді қолдана отырып, біз (11.1) реакцияны қайтадан теңестіреміз (жоғарыда осы реакцияға жартылай реакциялар әдісін қолдандық). Тотықсыздану процесі қарапайым түрде сипатталады: Тотығу схемасын құру қиынырақ, өйткені екі элемент бірден тотығады - Fe және S. Сіз темірге +2, күкірт - 1 тотығу дәрежесін тағайындай аласыз және оның бар екенін ескеріңіз. бір Fe атомына екі S атомы болып табылады: Дегенмен, тотығу дәрежелерін анықтаусыз жасай аласыз және схемаға ұқсас схеманы жаза аласыз (11.2): Оң жағында заряд +15, сол жағында 0 заряд бар, сондықтан FeS2 15 электроннан бас тартуы керек. Біз жалпы теңгерімді жазамыз: Бізге әлі де алынған баланс теңдеуін «анықтау» керек - бұл FeS2 тотығу үшін 5 HN03 молекуласы және Fe(N03)j түзу үшін тағы 3 HNO молекуласы қажет екенін көрсетеді: сутегі мен оттегі, оң жақ бөлікке H20 2 молекуласын қосу керек: Электронды-иондық баланс әдісі электронды теңгерім әдісіне қарағанда әмбебап және көптеген OTS-те коэффициенттерді таңдауда даусыз артықшылыққа ие, атап айтқанда, қатысуымен органикалық қосылыстар, оларда тіпті тотығу дәрежесін анықтау процедурасы өте күрделі. - Мысалы, этиленнің тотығу процесін қарастырайық, ол калий перманганатының сулы ерітіндісінен өткенде пайда болады. Нәтижесінде этилен этиленгликоль HO - CH2 - CH2 - OH тотықсызданады, ал перманганат марганец оксидіне (ТВ) дейін тотықсызданады, сонымен қатар соңғы баланс теңдеуінен көрінетіндей, оң жақта калий гидроксиді де түзіледі. : Мұндай терминдерге қажетті қысқартуларды жасағаннан кейін теңдеуді соңғы молекулалық түрде жазамыз * ОВР ағынының табиғатына ортаның әсері.(11.1) - (11.4) мысалдар қолдану "техникасын" анық көрсетеді. қышқыл немесе сілтілі ортада OVR ағыны жағдайында электронды-иондық баланс әдісі. Қоршаған ортаның табиғаты бір немесе басқа OVR ағымына әсер етеді, бұл әсерді «сезіну» үшін бір тотықтырғыштың (KMnO4) әртүрлі орталардағы әрекетін қарастырайық. , Mn+4 дейін қалпына келеді. (Mn0j), ал минимум - соңғысының күшінде, онда көтерілген Шайяаапся (mvnganat-nOn Mn042"). Бұл келесідей түсіндіріледі. Диссоциация сызығының қышқылдары гидроксид иондарын құрайды ffjO +, олар күшті поляризацияланады 4 «MoOH иондары Марганецтің оттегімен байланысын әлсіретеді (осылайша қалпына келтіретін агенттің әсерін күшейтеді) .. Бейтарап ортада су молекулаларының поляризациялық әсері болады. айтарлықтай c-aafep. >"MnO иондары; әлдеқайда аз поляризацияланған. Күшті сілтілі ортада гидроксид иондары «тіпті Mn-O байланысын күшейтеді, нәтижесінде тотықсыздандырғыштың тиімділігі төмендейді және MnO^ тек бір электронды қабылдайды. Калий перманганатының бейтарап ортадағы әрекетінің мысалы (11.4) реакциямен берілген. Қышқыл және сілтілі ортада KMnOA қатысатын реакциялардың бір мысалын келтірейік

Реакцияға түскен және оның барысында түзілген заттардың арасындағы сандық байланыстарды зерттейтін (басқа грек тілінен аударғанда «стехион» - «элементтік құрам», «мейтрен» - «өлшеймін»).

Материалдық-энергетикалық есептеулер үшін ең маңыздысы стехиометрия, онсыз ешқандай химиялық өндірісті ұйымдастыру мүмкін емес. Химиялық стехиометрияқажетті өнімділік пен ықтимал шығындарды ескере отырып, белгілі бір өндіріске қажетті шикізат мөлшерін есептеуге мүмкіндік береді. Алдын ала есеп-қисапсыз ешбір кәсіпорын ашылмайды.

Біраз тарих

«Стохиометрия» деген сөздің өзі неміс химигі Джереми Бенджамин Рихтердің ойлап тапқан өнертабысы, ол өзінің кітабында ұсынған, онда химиялық теңдеулерді қолдану арқылы есептеу мүмкіндігі туралы идея алғаш рет сипатталған. Кейінірек Рихтердің идеялары Авогадро (1811), Гей-Люссак (1802), композицияның тұрақтылық заңы (Дж. Л. Пруст, 1808), еселік қатынас (Дж. Дальтон, 1803), және заңдарының ашылуымен теориялық негіздеме алды. атомдық және молекулалық теорияның дамуы. Енді бұл заңдарды, сондай-ақ Рихтердің өзі тұжырымдаған эквиваленттер заңын стехиометрия заңдары деп атайды.

«Стохиометрия» ұғымы заттарға да, екеуіне де қатысты қолданылады химиялық реакциялар.

Стейхиометриялық теңдеулер

Стейхиометриялық реакциялар – бастапқы заттар белгілі қатынаста әрекеттесетін, ал өнімдердің мөлшері теориялық есептеулерге сәйкес келетін реакциялар.

Стейхиометриялық теңдеулер - стехиометриялық реакцияларды сипаттайтын теңдеулер.

Стейхиометриялық теңдеулер) реакцияның барлық қатысушылары арасындағы мольмен көрсетілген сандық қатынасты көрсетеді.

Бейорганикалық реакциялардың көпшілігі стехиометриялық. Мысалы, күкірттен күкірт қышқылын алу үшін келесі үш реакция стехиометриялық болып табылады.

S + O 2 → SO 2

SO 2 + ½O 2 → SO 3

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4

Осы реакция теңдеулері арқылы есептеулер күкірт қышқылының белгілі бір мөлшерін алу үшін әрбір заттың қанша мөлшерін алу керектігін анықтауға болады.

Көптеген органикалық реакциялар стехиометриялық емес. Мысалы, этанның крекингінің реакция теңдеуі келесідей:

C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2.

Алайда, шын мәнінде, реакция кезінде әрқашан жанама өнімдердің әртүрлі мөлшері алынады - ацетилен, метан және басқалары, оларды теориялық түрде есептеу мүмкін емес. Кейбір бейорганикалық реакциялар да есептеулерді бұзады. Мысалы, аммоний нитраты:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.

Ол бірнеше бағытта жүреді, сондықтан азот оксидінің (I) белгілі бір мөлшерін алу үшін қанша бастапқы материал алу керектігін анықтау мүмкін емес.

Стейхиометрия химиялық өндірістің теориялық негізі болып табылады

Өндірісте немесе өндірісте қолданылатын барлық реакциялар стехиометриялық болуы керек, яғни дәл есептеулер қажет. Зауыт немесе фабрика тиімді бола ма? Стойхиометрия анықтауға мүмкіндік береді.

Стехиометриялық теңдеулер негізінде теориялық тепе-теңдік жасалады. Қызықтыратын өнімнің қажетті мөлшерін алу үшін бастапқы материалдардың қаншасы қажет болатынын анықтау қажет. Әрі қарай бастапқы материалдардың нақты шығынын және өнім шығымын көрсететін жедел тәжірибелер жүргізіледі. Теориялық есептеулер мен практикалық деректер арасындағы айырмашылық өндірісті оңтайландыруға және кәсіпорынның болашақ экономикалық тиімділігін бағалауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ стехиометриялық есептеулер жабдықты таңдау үшін процестің жылу балансын құруға, жойылуы қажет түзілетін жанама өнімдердің массасын анықтауға және т.б. мүмкіндік береді.

Стейхиометриялық заттар

Дж.Л ұсынған құрам тұрақтылық заңы бойынша. Пруст, кез келген химиялық заттың, дайындау әдісіне қарамастан тұрақты құрамы бар. Бұл, мысалы, күкірт қышқылының H 2 SO 4 молекуласында, ол қандай әдіспен алынғанына қарамастан, екі сутегі атомында әрқашан бір күкірт атомы және төрт оттегі атомы болады дегенді білдіреді. Молекулалық құрылымы бар барлық заттар стехиометриялық болып табылады.

Дегенмен, заттар табиғатта кең таралған, олардың құрамы дайындалу әдісіне немесе шығу көзіне байланысты әртүрлі болуы мүмкін. Олардың басым көпшілігі кристалды заттар. Тіпті қатты денелер үшін стехиометрия ережеден гөрі ерекшелік деп айтуға болады.

Мысалы, жақсы зерттелген титан карбиді мен оксидінің құрамын қарастырайық. Титан оксидінде TiO x X=0,7-1,3, яғни титан атомында 0,7-ден 1,3-ке дейін оттегі атомы болады, карбидте TiC x X=0,6-1,0.

Стойхиометриялық емес қатты заттаркристалдық тордың түйіндеріндегі интерстициалды ақаумен немесе керісінше түйіндерде бос орындардың пайда болуымен түсіндіріледі. Мұндай заттарға оксидтер, силицидтер, боридтер, карбидтер, фосфидтер, нитридтер және т.б. бейорганикалық заттар, сонымен қатар жоғары молекулалы органикалық.

Құрамы өзгермелі қосылыстардың бар екендігі туралы дәлелді тек 20 ғасырдың басында И.С.Курнаков ұсынғанымен, мұндай заттарды көбінесе ғалым К.Л. Кез келген заттың құрамы өзгереді деп ұсынған Бертолле.

Химиялық процестерді есептеудегі барлық сандық қатынас реакциялардың стехиометриясына негізделген. Мұндай есептеулерде заттың мөлшерін мольмен немесе туынды бірліктермен (кмоль, ммоль және т.б.) көрсету ыңғайлырақ. Моль SI негізгі бірліктерінің бірі болып табылады. Кез келген заттың бір моль оның мөлшеріне сәйкес келеді, сан жағынан молекулалық массаға тең. Демек, бұл жағдайда молекулалық массаны өлшем бірліктерімен: г/моль, кг/кмоль, кг/моль ретінде қарастыру керек. Мысалы, азоттың молекулалық салмағы 28 г/моль, 28 кг/кмоль, бірақ 0,028 кг/моль.

Заттың массалық және молярлық мөлшерлері белгілі қатынастармен байланысты

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

мұндағы N A – А компонентінің мөлшері, моль; m A – осы компоненттің массасы, кг;

M A – А компонентінің молекулалық салмағы, кг/моль.

Үздіксіз процестерде А затының ағыны оның мол-мен өрнектелуі мүмкін.

уақыт бірлігіне шамасы

мұндағы W A – А компонентінің молярлық ағыны, моль/с; τ - уақыт, с.

Қайтымсыз дерлік жүретін қарапайым реакция үшін, әдетте стехиомет

ric теңдеуі түрінде жазылады

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

Дегенмен, стехиометриялық теңдеуді алгебралық түрде жазу ыңғайлырақ

th, әрекеттесуші заттардың стехиометриялық коэффициенттері теріс, ал реакция өнімдері оң деп есептесек:

Сонда әрбір қарапайым реакция үшін келесі теңдіктерді жаза аламыз:

«0» индексі компоненттің бастапқы мөлшерін білдіреді.

Бұл теңдіктер қарапайым реакция үшін компонент үшін келесі материалдық баланс теңдеулерін алуға негіз береді:

7.1-мысал. Фенолдың циклогексанолға гидрогенизация реакциясы теңдеу бойынша жүреді

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

А компонентінің бастапқы мөлшері 235 кг, ал соңғы мөлшері 18,8 кг болса, түзілген өнім мөлшерін есептеңіз.

Шешуі: Реакцияны былай жазамыз

R - A - ZV \u003d 0.

Компоненттердің молекулалық массалары: M A = 94 кг/кмоль, М В = 2 кг/кмоль және

M R = 100 кг/кмоль. Сонда реакцияның басындағы және соңындағы фенолдың молярлық мөлшері:

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.

Түзілген циклогексанол мөлшері тең болады

N R \u003d 0 + 1 ∙ 2,3 \u003d 2,3 кмоль немесе m R \u003d 100 2,3 \u003d 230 кг.

Реакциялық аппараттардың материалдық және жылулық есептеулерінде олардың жүйесіндегі стехиометриялық тәуелсіз реакцияларды анықтау олардың кейбірінің қосындысы немесе айырмасы болып табылатын реакцияларды болдырмау үшін қажет. Мұндай бағалауды Gram критерийі арқылы оңай жүргізуге болады.

Қажетсіз есептеулерді жүргізбеу үшін жүйенің стехиометриялық тәуелділігін бағалау керек. Осы мақсаттар үшін қажет:

Реакция жүйесінің бастапқы матрицасын ауыстырыңыз;

Бастапқы матрицаны ауыстырылғанға көбейту;

Алынған квадрат матрицаның анықтауышын есептеңіз.

Егер бұл анықтауыш нөлге тең болса, онда реакция жүйесі стехиометриялық тәуелді болады.

7.2-мысал. Бізде реакция жүйесі бар:

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.

Бұл жүйе стехиометриялық тұрғыдан тәуелді, өйткені үшінші реакция қалған екеуінің қосындысы. Матрица құрайық

Реакциядағы әрбір зат үшін заттың келесі мөлшері болады:

i-ші заттың бастапқы мөлшері (реакция басталғанға дейінгі зат мөлшері);

i-ші заттың соңғы мөлшері (реакцияның соңындағы заттың мөлшері);

Әрекеттесетін (бастапқы заттар үшін) немесе түзілген заттың (реакция өнімдері үшін) мөлшері.

Заттың мөлшері теріс болуы мүмкін емес болғандықтан, бастапқы заттар үшін

бері >.

Реакция өнімдері үшін >, демек, .

Стейхиометриялық қатынас – реакция теңдеуі негізінде есептелетін әрекеттесуші заттардың немесе реакция өнімдерінің шамалары, массалары немесе көлемі (газдар үшін) арасындағы қатынас. Реакция теңдеулерін қолданатын есептеулер стехиометрияның негізгі заңына негізделеді: әрекеттесетін немесе түзілетін заттар мөлшерлерінің қатынасы (мольмен) реакция теңдеуіндегі сәйкес коэффициенттердің қатынасына тең (стехиометриялық коэффициенттер).

Теңдеумен сипатталған алюминотермиялық реакция үшін:

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

реакцияға түскен заттар мен реакция өнімдерінің мөлшері келесідей байланысты

Есептеулер үшін бұл заңның басқа тұжырымын қолданған ыңғайлырақ: реакция нәтижесінде реакцияға түскен немесе түзілген зат мөлшерінің оның стехиометриялық коэффициентіне қатынасы берілген реакция үшін тұрақты шама болып табылады.

Жалпы, форманың реакциясы үшін

aA + bB = cC + dD,

Мұндағы кіші әріптер коэффициенттерді, ал үлкен әріптер - химиялық заттар, әрекеттесуші заттардың мөлшері мына қатынаспен байланысты:

Бұл қатынастың теңдікпен байланысты кез келген екі мүшесі химиялық реакцияның пропорциясын құрайды: мысалы,

Егер реакцияның түзілген немесе әрекеттесетін затының массасы реакция үшін белгілі болса, онда оның мөлшерін формула бойынша табуға болады.

содан кейін химиялық реакцияның үлесін пайдаланып, реакцияның қалған заттарын табуға болады. Массасы немесе саны бойынша басқа реакцияға қатысушылардың массасы, мөлшері немесе көлемі табылған затты кейде анықтамалық зат деп атайды.

Егер бірнеше реагенттердің массалары берілсе, онда қалған заттардың массасын есептеу жетіспейтін, яғни реакцияда толығымен жұмсалған зат бойынша жүргізіледі. Реакция теңдеуіне артық немесе жетіспеушіліксіз дәл сәйкес келетін заттардың мөлшерлері стехиометриялық шамалар деп аталады.

Осылайша, стехиометриялық есептеулерге байланысты тапсырмаларда негізгі әрекет эталондық затты табу және оның реакция нәтижесінде енген немесе пайда болған мөлшерін есептеу болып табылады.

Жеке қатты заттың мөлшерін есептеу

мұндағы жеке қатты А мөлшері;

А жеке дененің массасы, г;

А затының молярлық массасы, г/моль.

Табиғи минералдың немесе қатты заттар қоспасының мөлшерін есептеу

Табиғи минералды пирит берілсін, оның негізгі құрамдас бөлігі FeS 2 . Оған қосымша пириттің құрамына қоспалар кіреді. Негізгі компоненттің немесе қоспалардың мазмұны массалық пайызбен көрсетіледі, мысалы, .

Негізгі компоненттің мазмұны белгілі болса, онда

Қоспалардың құрамы белгілі болса, онда

мұндағы жеке заттың мөлшері FeS 2, моль;

Минералды пириттің массасы, г.

Сол сияқты, қатты заттар қоспасындағы құрамдас бөлігінің мөлшері, егер оның массалық үлестеріндегі мөлшері белгілі болса, есептеледі.

Таза сұйықтықтың зат мөлшерін есептеу

Егер массасы белгілі болса, онда есептеу жеке қатты дененің есебіне ұқсас болады.

Егер сұйықтықтың көлемі белгілі болса, онда

1. Осы сұйықтық көлемінің массасын табыңыз:

m f = V f s f,

мұндағы m W – сұйықтықтың массасы g;

V W - сұйықтық көлемі, мл;

c w – сұйықтықтың тығыздығы, г/мл.

2. Сұйықтықтың моль санын табыңыз:

Бұл әдіс материяның кез келген агрегаттық күйіне жарамды.

200 мл судағы H 2 O затының мөлшерін анықтаңыз.

Шешуі: егер температура көрсетілмесе, онда судың тығыздығы 1 г/мл деп қабылданады, онда:

Егер концентрациясы белгілі болса, ерітіндідегі еріген заттың мөлшерін есептеңіз

Егер еріген заттың массалық үлесі, ерітіндінің тығыздығы және оның көлемі белгілі болса, онда

m r-ra \u003d V r-ra с r-ra,

мұндағы m p-ra – ерітіндінің массасы, г;

V p-ra – ерітіндінің көлемі, мл;

r-ra-мен – ерітіндінің тығыздығы, г/мл.

мұндағы еріген заттың массасы, г;

Еріген заттың массалық үлесі, %-бен көрсетілген.

Тығыздығы 1,0543 г/мл 500 мл 10% қышқыл ерітіндісіндегі азот қышқылы затының мөлшерін анықтаңыз.

Ерітіндінің массасын анықтаңыз

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

Таза HNO 3 массасын анықтаңыз

HNO 3 моль санын анықтаңыз

Егер еріген зат пен заттың молярлық концентрациясы және ерітіндінің көлемі белгілі болса, онда

мұндағы ерітіндінің көлемі, л;

Ерітіндідегі i-ші заттың молярлық концентрациясы, моль/л.

Жеке газ тәрізді заттың мөлшерін есептеу

Егер газ тәрізді заттың массасы берілсе, онда ол (1) формула бойынша есептеледі.

Егер қалыпты жағдайда өлшенген көлем берілсе, онда (2) формула бойынша, егер газ тәрізді заттың көлемі кез келген басқа жағдайда өлшенсе, онда (3) формула бойынша формулалар 6-7 беттерде берілген.

Жану процесін ұйымдастырудың осы әдісімен артық ауа коэффициенті стехиометрияға жақын бай қоспаларға сәйкес келуі керек. Бұл жағдайда тұтану көздерінің әлсіреу ықтималдығы жоғары жалынның алдыңғы таралу жылдамдығының жеткіліксіздігінен, жанудың циклдік біркелкі еместігінен және сайып келгенде, дұрыс емес жануларға байланысты арық қоспалардың тиімді жануын ұйымдастыру өте қиын болады. Осылайша, бұл бағытты бай газ-ауа қоспаларының өте баяу жануы деп атауға болады.[ ...]

Артық ауа коэффициенті (а) жану процесіне және жану өнімдерінің құрамына айтарлықтай әсер етеді. 1,0) кезінде ол түтін газдарының құрамдас құрамына іс жүзінде әсер етпейтіні және жану процесінде пайдаланылмайтын ауамен сұйылту есебінен компоненттер концентрациясының төмендеуіне әкелетіні анық.[ ...]

Диалкилхлортиофосфатты алу реакциясының стехиометриялық коэффициенттері негізінде оңтайлы шешім 2 критерий үшін X3 = -0,26 (1,087 моль/моль) шектеуін енгіземіз.[ ...]

24.5

Бұл полифосфатты қабылдау үшін стехиометриялық коэффициенттің мәнін береді 1/us,p = g P/g COD(HAc).[ ...]

Кестеде. 24.5 таза культуралық сериялы реакторларда жүргізілген тәжірибелерде анықталған стехиометриялық шығымдылық коэффициенттерін көрсетеді. Дегенмен, бұл құндылықтар өте жақсы сәйкес келеді әртүрлі жағдайлармикробиологиялық өсу [...]

(3.36) өрнектен «sat.r = 0,05 г P/g COD (HAc) стехиометриялық коэффициентін табамыз.[ ...]

[ ...]

3.2-мысалдан сірке қышқылын кетіру теңдеуінің стехиометриялық коэффициенттерін табуға болады: 1 моль HA (60 г HA) үшін 0,9 моль 02 және 0,9 32 = 29 г 02 қажет.[ ...]

3.12

Бұл формулаларда бірінші бастапқы материал барлық стехиометриялық теңдеулерге кіреді және олардағы оның стехиометриялық коэффициенті V/, = -1. Бұл зат үшін әрбір стехиометриялық теңдеудегі lu түрлену дәрежелері берілген (олардың барлығы – К). (3.14) және (3.15) теңдеулерде i-ші құрамдас бөлік – селективтілігі мен шығымдылығы анықталатын өнім тек 1-ші стехиометриялық теңдеуде (содан кейін E / \u003d x (). Бұл формулалардағы компоненттердің саны мольмен өлшенеді (химиялық ғылымдарда дәстүрлі түрде қабылданған LO белгісі.[ ...]

Тотығу-тотықсыздану теңдеулерін құрастыру кезінде элементтің реакцияға дейін және одан кейінгі тотығуына стехиометриялық коэффициенттер табылады. Қосылыстардағы элементтің тотығуы атомның полярлық және иондық байланыс түзуге жұмсаған электрондар санымен, ал тотығу белгісі байланыстырушы электрон жұптарының орын ауыстыру бағытымен анықталады. Мысалы, NaCl қосылысындағы натрий ионының тотығуы +1, ал хлордікі -I.[ ...]

Микробиологиялық реакцияның стехиометриясын кірістілік коэффициентінің кестелері түрінде емес, стехиометриялық тепе-теңдік теңдеуімен көрсету ыңғайлырақ. Микробиологиялық жасушаның құрамдас бөліктерінің құрамын мұндай сипаттау эмпирикалық формуланы қолдануды қажет етті. C5H702N жасушасының затының формуласы эксперименталды түрде анықталды, ол стехиометриялық теңдеулерді дайындауда жиі қолданылады.[ ...]

Кестеде. 3.6-суретте қалалық ағынды суларды аэробты тазарту процесі үшін кинетикалық және басқа тұрақтылар үшін типтік мәндер, сондай-ақ стехиометриялық коэффициенттер көрсетілген. Айта кету керек, жеке тұрақтылар арасында белгілі бір корреляция бар, сондықтан әртүрлі көздерден жеке тұрақтыларды таңдамай, бір көзден алынған тұрақтылар жиынын пайдалану қажет. Кестеде. 3.7 ұқсас корреляцияны көрсетеді.[ ...]

Әдіс бірге тең стехиометриялық коэффициентке негізделген (1 моль озон 1 моль йодты бөліп шығарады) озонға айналдырылған йодтың белгілі мөлшерімен стандартталған. Бұл коэффициент бірқатар зерттеулердің нәтижелерімен расталады, олардың негізінде озонның олефиндермен стехиометриялық реакциялары белгіленді. Басқа коэффициентпен бұл нәтижелерді түсіндіру қиын болар еді. Алайда жұмыста көрсетілген коэффициент 1,5 екені анықталды. Бұл деректермен сәйкес келеді, оған сәйкес бірге тең стехиометриялық коэффициент рН 9 кезінде алынады және бейтарап және сілтіліге қарағанда қышқыл ортада йод әлдеқайда көп бөлінеді.[ ...]

Сынақтар толық жүктемеде және иінді біліктің тұрақты айналу жиілігінде 1500 мин1 жүргізілді. Артық ауа коэффициенті 0,8 [...] диапазонында өзгерді.

Тірі табиғаттағы заттық процестер, биогендік элементтердің айналымдары энергия ағындарымен стехиометриялық коэффициенттермен байланысты, олар әр түрлі организмдерде тек бір тәртіпте ғана өзгереді. Сонымен қатар, рахмет жоғары тиімділіккатализ, организмдердегі жаңа заттардың синтезіне жұмсалатын энергия шығындары осы процестердің техникалық аналогтарымен салыстырғанда әлдеқайда аз.[ ...]

Қозғалтқыштың сипаттамаларын және барлық жану камералары үшін зиянды шығарындылардың шығарындыларын өлшеу стехиометриялық мәннен өте аз қоспаға дейін артық ауа коэффициентінің кең ауқымында өзгерді. Суретте. 56 және 57 2000 мин жылдамдықпен алынған және кең ашық дроссельге байланысты негізгі нәтижелерді көрсетеді. Тұтану алға қарай бұрышының мәні максималды моментті алу шартынан таңдалды.[ ...]

Фосфорды жоюдың биологиялық процесі күрделі, сондықтан, әрине, біздің көзқарасымыз айтарлықтай жеңілдетілген. Кестеде. 8.1 ФАО қатысуымен болатын процестерді сипаттайтын стехиометриялық коэффициенттер жиынтығын ұсынады. Кесте күрделі болып көрінеді, бірақ онда жеңілдетулер әлдеқашан жасалған.[ ...]

Соңғы жұмыстардың бірінде 1 моль NO2 NO7 0,72 г-ионын береді деп есептелген. Халықаралық стандарттау ұйымы ұсынған мәліметтерге сәйкес, стехиометриялық коэффициент Грисс типті реагенттердің құрамына байланысты. Бұл реагенттің компоненттерінің құрамы бойынша ерекшеленетін алты нұсқасы ұсынылған және абсорбциялық ерітінділердің барлық түрлері үшін сіңіру тиімділігі 90% құрайтыны, ал сіңіру тиімділігін ескере отырып, стехиометриялық коэффициенті 0,8-ден өзгеретіні көрсетілген. 1. NEDA мөлшерін азайту және сульфанил қышқылын сульфаниламидпен (ақ стрептоцид) ауыстыру бұл коэффициенттің үлкен мәнін береді. Жұмыс авторлары мұны жанама реакциялар кезінде NO түзілуіне байланысты HN02 жоғалуымен түсіндіреді.[ ...]

Биохимиялық тазарту қондырғыларын жобалау кезінде Ағынды суларжәне олардың жұмысын талдау үшін әдетте келесі есептеу параметрлері қолданылады: биологиялық тотығу жылдамдығы, электронды акцепторлар үшін стехиометриялық коэффициенттер, өсу жылдамдығы және физикалық қасиеттерібелсенді тұнба биомассасы. Биореакторда болатын биологиялық өзгерістерге байланысты химиялық өзгерістерді зерттеу құрылым жұмысының жеткілікті толық көрінісін алуға мүмкіндік береді. Анаэробты сүзгілерді қамтитын анаэробты жүйелер үшін мұндай ақпарат қоршаған ортаның оңтайлы рН мәнін қамтамасыз ету үшін қажет, бұл тазарту қондырғыларының қалыпты жұмысының негізгі факторы болып табылады. Кейбір аэробты жүйелерде, мысалы, нитрификация жүретін жүйелерде, микробтардың оңтайлы өсу қарқынын қамтамасыз ету үшін ортаның рН деңгейін бақылау қажет. 60-жылдардың аяғында қолданысқа енгізілген, таза оттегін (оттектік) пайдаланатын жабық тазарту қондырғылары үшін зерттеу химиялық әрекеттесулеррН бақылау үшін ғана емес, сонымен қатар газ құбыры жабдығын инженерлік есептеу үшін қажет болды.[ ...]

Берілген температурадағы жалпы жағдайда каталитикалық айналу жылдамдығының тұрақтысы k тікелей, кері және жанама реакциялардың жылдамдық константаларына, сондай-ақ бастапқы реагенттер мен олардың әрекеттесу өнімдерінің диффузиялық коэффициенттеріне функция болып табылады. Гетерогенді каталитикалық процестің жылдамдығы жоғарыда айтылғандай, оның жеке сатыларының салыстырмалы жылдамдығымен анықталады және олардың ең баяуымен шектеледі. Нәтижесінде каталитикалық реакцияның реті ешқашан дерлік осы реакция теңдеуіндегі стехиометриялық қатынасқа сәйкес келетін реакцияның молекулалығымен сәйкес келмейді, ал каталитикалық түрлендіру жылдамдығының константасын есептеуге арналған өрнектер нақты кезеңдер мен шарттарға тән. оны жүзеге асыру үшін.[...]

Бейтараптандыру реакциясын бақылау үшін қажетті рН мәнін алу үшін ерітіндіге қанша қышқыл немесе негіз қосу керектігін білу керек. Бұл мәселені шешу үшін титрлеу арқылы жүзеге асырылатын стехиометриялық коэффициенттерді эмпирикалық бағалау әдісін қолдануға болады.[ ...]

Камерадағы жану өнімдерінің тепе-теңдік құрамы массалық әсер ету заңымен анықталады. Бұл заңға сәйкес химиялық реакциялардың жылдамдығы бастапқы реагенттер концентрациясына тура пропорционал, олардың әрқайсысы зат химиялық реакция теңдеуіне түсетін стехиометриялық коэффициентке тең дәрежеде қабылданады. Жанармайлардың құрамына сүйене отырып, жану өнімдері, мысалы, камерадағы сұйық ракета отындары CO2, H20, CO, NO, OH, N2, H2, N. H, O, қатты зымыран отыны- A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20 бастап T \u003d 1100 ... 2200 K. [ ...]

Табиғи газдың екі сатылы жануын қолдану мүмкіндігін негіздеу үшін оттық арқылы берілетін артық ауаның коэффициентіне байланысты жалынның ұзындығы бойынша жергілікті температураның, азот оксидтері мен жанғыш заттардың концентрациясының таралуына тәжірибелік зерттеулер жүргізілді. . Тәжірибелер айналмалы көлденең ауа ағынына перифериялық газ ағыны разряды бар VTI құйынды оттығымен жабдықталған ПТВМ-50 қазандығының пешінде табиғи газды жағумен жүргізілді. ag O.wb кезінде отынның жану процесі 1f/X>out = 4,2, ал ag = 1,10 кезінде - bf10out = 3,6 қашықтықта аяқталатыны анықталды. Бұл стехиометриялық жағдайлардан айтарлықтай ерекшеленетін жағдайларда жану процесінің ұзаруын көрсетеді.[ ...]

Нитрификациясыз белсенді тұнбамен технологиялық параметрлердің оңайлатылған матрицасы кестеде келтірілген. 4.2. Бұл жерде конверсия процесіне үш негізгі фактор ықпал етеді деп болжанады: биологиялық өсу, деградация және гидролиз. Реакция жылдамдығы оң жақ бағанда көрсетілген, ал кестеде келтірілген коэффициенттер стехиометриялық болып табылады. Кесте деректерін пайдалана отырып, масса балансының теңдеуін жазуға болады, мысалы, оңай ыдырайтын органикалық заттар үшін өте жақсы араластырылған реакторда болыңыз. Тасымалдауға жауапты өрнектер түсіндіруді қажет етпейді. Кестенің оң жақ бағанынан (бұл жағдайда) «компонент» бағандарынан алынған стехиометриялық коэффициенттерді сәйкес реакция жылдамдығына көбейту арқылы заттың түрленуін сипаттайтын екі өрнекті табамыз. 4.2.[ ...]

Суретте. 50 қоспаның құрамына және тұтану уақытына байланысты жану өнімдеріндегі Wx мөлшерінің өзгеруін көрсетеді (г/кВтсағ). Өйткені NOx түзілуі көбінесе газ температурасына байланысты, ерте тұтану кезінде NOx шығарылуы артады. 1 Ux түзілудің артық ауаның коэффициентіне тәуелділігі күрделірек, өйткені Қарама-қарсы екі фактор бар. 1NHOx түзілуі жанғыш қоспадағы оттегі концентрациясына және температураға байланысты. Қоспаны еңкейту оттегі концентрациясын арттырады, бірақ максималды жану температурасын төмендетеді. Бұл стехиометриялық қарағанда сәл нашар қоспалармен жұмыс істегенде максималды мазмұнға қол жеткізуге әкеледі. Артық ауа коэффициентінің бірдей мәндерінде тиімді тиімділік максималды болады.[ ...]

Суретте. 7.2-суретте метанол концентрациясының толық орын ауыстыру биосүзгісінің шығысындағы NO3-N концентрациясына тәжірибелік тәуелділіктері көрсетілген. Тәжірибе нүктелерін қосатын сызықтар әртүрлі Smc/Sn қатынасында заттың фильтр бойымен таралуын сипаттайды.Қисықтардың еңісі стехиометриялық коэффициенттің мәніне сәйкес келеді: 3,1 кг СН3ОН/кг NO -N.

Әрекеттесетін заттардың концентрацияларын тепе-теңдік константасымен байланыстыратын қатынас массалардың әсер ету заңының математикалық өрнегі болып табылады, оны келесідей тұжырымдауға болады: химиялық тепе-теңдік күйіндегі берілген қайтымды реакция үшін химиялық тепе-теңдік константасының туындысының қатынасы. реакция өнімдерінің тепе-теңдік концентрациялары берілген температурадағы бастапқы заттардың тепе-теңдік концентрацияларының өніміне тұрақты шама болып табылады және әрбір заттың концентрациясын оның стехиометриялық коэффициентінің дәрежесіне дейін көтеру керек.[ ...]

Кеңес Одағында атмосферадағы NO¡¡ анықтау үшін Полежаев пен Гиринаның әдісі қолданылады. Бұл әдіс азот диоксидін ұстау үшін КДж 8% ерітіндісін пайдаланады. Алынған ерітіндідегі нитрит иондарын анықтау Грисс-Илосвай реагентінің көмегімен жүзеге асырылады. Йодид калий ерітіндісі сілтілі ерітіндіге қарағанда әлдеқайда тиімді NO2 сіңіргіш болып табылады. Оның көлемімен (бар болғаны 6 мл) және ауа ағынының жылдамдығымен (0,25 л / мин) кеуекті шыны пластинасы бар сіңіру құрылғысы арқылы NO2 2% аспайды. Таңдалған үлгілер жақсы сақталады (шамамен бір ай). КДж ерітіндісінің NOa жұтуының стехиометриялық коэффициенті серпінді есепке алғанда 0,75-ке тең. Біздің деректеріміз бойынша, NO NO: NOa концентрациясы 3: 1 қатынасында бұл әдіске NO кедергі жасамайды.[ ...]

Қалдықтарды жоғары температурада өңдеу тәжірибесіне кеңінен енгізілген бұл әдістің кемшіліктері қымбат сілтілі реагенттерді (NaOH және Na2CO3) пайдалану қажеттілігі болып табылады. Осылайша, құрамдас бөліктердің кең спектрімен аз мөлшердегі сұйық қалдықтарды залалсыздандыруды қажет ететін көптеген өндірістердің қажеттіліктерін қанағаттандыруға болады. химиялық құрамыжәне хлорорганикалық қосылыстардың кез келген мазмұны. Дегенмен, құрамында хлор бар еріткіштерді жағуға сақтықпен қарау керек, өйткені белгілі бір жағдайларда (1 > 1200 ° C, артық ауа коэффициенті > 1,5) пайдаланылған газдарда фосген - өте улы көміртегі хлоры немесе көмірқышқыл хлориді (COC12) болуы мүмкін. ). Бұл заттың өмірге қауіпті концентрациясы 1 м3 ауаға 450 мг құрайды.[ ...]

Аз еритін минералдардың немесе олардың бірлестіктерінің сілтісіздену немесе химиялық үгілу процестері жаңа минералдардың пайда болуымен сипатталады. қатты фазалар; олар мен еріген компоненттер арасындағы тепе-теңдік термодинамикалық күй диаграммалары арқылы талданады. Мұндағы іргелі қиындықтар әдетте процестердің кинетикасын сипаттау қажеттілігіне байланысты туындайды, онсыз оларды қарастыру жиі негізделмейді. Сәйкес кинетикалық модельдер нақты реакциялардың стехиометриялық коэффициенттерін V. ескере отырып, әрекеттесуші заттардың cx ішінара концентрациясы арқылы - айқын түрде химиялық әрекеттесулерді көрсетуді талап етеді.