כיצד לחשב שברים טוחניים מזרם המוצר?
לפתור את o2 בזרם הפלט באמצעות השומות שהוזנו מ- o2 והשומות שנצרכו.
אתה מתעניין הנדסה כימית, או נוקטים בכיתה ב זה שדה כבר? מאמר זה מנחה אותך דרך סוג בעיה נפוצה בפני ב כיתות הנדסה כימית. זה יעבור על היסודות, אך חשוב שיהיה לך רקע בכימיה כדי להבין את החישובים שנעשו.
חלק 1 מתוך 3: הבנת מושגי מפתח
- 1דעו כיצד לאזן משוואה כימית. ודא שכל המינים הכימיים מאוזנים בתגובות ובמוצרים.
- 2דע את ההגדרה של המרה חלקית. המרה חלקית היא אחוז המגיב הנצרך בתגובה. זהו השבר: שומות שנצרכו חלקי שומות שהוזנו למערכת.
- 3דע את ההגדרה של עודף באחוזים. אחוז עודף נמצא על ידי חיסור הסכום התיאורטי הדרוש מהסכום המוזן וחלוקת מספר זה בכמות התיאורטית ומכפלת ב 100.
- 4להבין את המושג שבר טוחן. שבר שומה הוא מספר השומות של מוצר אחד חלקי הכמות הכוללת של השומות בזרם הפלט.
- 5דע כיצד לצייר תרשים זרימה של המערכת. מכיוון שכל מה שנכנס למערכת צריך לצאת החוצה, תרשים הזרימה מראה מגיבים הנכנסים למערכת (קלט) והמוצרים יוצאים (פלט).
ניתן למצוא כי 85 מתוך 100 השומות נצרכו והשאירו 15 שומות בזרם המוצר.
חלק 2 מתוך 3: הגדרה
- 1קרא את השאלה בזהירות רבה. הבן מה השאלה מבקשת שתמצא, דוגמה לשאלה עשויה להיות:
- בתהליך ייצור כלור, HCl ו- O 2 הם הגיבו להקים Cl 2 ו- H 2 אויר O. (21% O 2 ו- 79% N 2) מוזן לתוך המערכת עם עודף 35% של O 2 ואת השבר ההמרה של HCl היא 85%. חשב את שברי השומה של רכיבי זרם המוצר.
- השתמש בהמרה החלקית של HCl כדי למצוא כמה שומות של HCl ו- O 2 משמשות.
- על ידי מציאת כמות השומות של המגיבים הנצרכים, ניתן לפתור את כמות השומות של המוצרים באמצעות יחסים סטויוכיומטריים.
- 2רשמו את כל המידע הנתון ומה אתם מנסים למצוא.
- המרה חלקית של HCl = 0,85, O 2 מוזן עם עודף של 35%, האוויר מורכב מ- 79% N 2 ו- 21% O 2, ו- N 2 לא מגיב במערכת שהוא אינרטי.
- 3כתוב את המשוואה הכימית המאוזנת לבעיה.
- HCl מגיב עם O 2 כדי לייצר Cl 2 ו- H 2 O
- המשוואה המאוזנת לכך היא 2HCl + 0,5O 2 → Cl 2 + H 2 O.
- 4צייר תרשים זרימה של המערכת. תייגו בבירור תשומות, תפוקות ומשתנים.
- התשומות הן 100 שומה HCl (ניתן להניח 100 שומה), n 1 שומה של אוויר שהיא 21% O 2 ו -79% N 2
- התפוקות הן HCl (n HCl), O 2 (n O 2), N 2 (n N 2), Cl 2 (n Cl 2) ו- H 2 O (n H 2 O)
שבר שומה הוא מספר השומות של מוצר אחד חלקי הכמות הכוללת של השומות בזרם הפלט.
חלק 3 מתוך 3: פתרון הבעיה
- 1השתמש בהמרה החלקית של hcl המגיב כדי למצוא n hcl. אפשר להניח קצב זרימה טוחנת של 100 עבור HCl ולהשתמש בנוסחה להמרה חלקית. ניתן למצוא כי 85 מתוך 100 השומות נצרכו והשאירו 15 שומות בזרם המוצר.
- שומות שנותרו = שומות שנאכלו שומות שנצרכו
- n HCl = 15 מול
- 2מצא את השומות של o 2 המוזנות למערכת ואת קצב הזרימה הטוחנת של האוויר. באמצעות יחסים סטויוכיומטריים ניתן למצוא כי יש צורך ב -25 שומות של O 2 כדי להגיב עם 100 שומות של HCl.
- צורכים 85 שומות של HCl. HCl ו- O 2 יש 2: יחס 0,5 כך עבור כל 2 שומות של HCl נצרך, 0,5 של חפרפרת של O 2 נצרך.
- באמצעות הנוסחה לעודף אחוז ניתן למצוא כי 33,75 שומות של O 2 מוזרמים לכור.
- אתה יודע שאוויר הוא 21% חמצן, 33,75 / 0,21 = 160,7 שומות אוויר שמאכילים. n 1 = 160,7
- 3לפתור n 2 בזרם הפלט. האוויר הוא 79% N 2 ואף אחד לא מגיב ולכן n N 2 = 0,79 * 160,7 = 127 שומה.
- 4לפתור עבור cl 2.
- ל- Cl 2 ו- HCl יש יחס של 1: 2 לכל 2 שומות HCl הנצרכות, נוצרת מולקה אחת של Cl 2.
- 82,5 = 42,5 שומה Cl 2
- 5לפתור שומות של h 2 o.
- ל- H 2 O ו- HCl יש יחס של 1: 2 כמו Cl 2 ו- HCl, ולכן השומות המיוצרות מ H 2 O = 42,5 שומה
- 6לפתור עבור o 2 בזרם הפלט באמצעות השומות שהוזנו מ- o 2 והשומות שנצרכו.
- שומות שנותרו = שומות שנאכלו שומות שנצרכו. ל- O 2 ו- H 2 O יש יחס של 0,5: 1 כך שלכל 0,5 שומה של O 2 הנצרכת נוצרת שומה אחת של H 2 O, כך ש- O 2 בזרם המוצר.
- 7מצא שברים טוחניים של כל מין. זו הכמות של כל אחד מהמינים חלקי סך השומות בזרם התפוקה.
- סה"כ שומות = 15 +42,5 +42,5 +12,25 + 127 = 239,25
- השבר הטוחני של HCl הוא 12,539.25 = 0,06
- השבר הטוחני של O 2 הוא 12,22.539,25 = 0,05
- השבר הטוחני של Cl 2 הוא 42,2.539,25 = 0,17
- השבר הטוחני של H 2 O הוא 42,2.539,25 = 0,17
- השבר הטוחני של N 2 הוא 126,4.539,25 = 0,53
