Hur beräknar man molära fraktioner av produktflödet?

Berit Löfgren
Berit Löfgren
• 4 min läsning
Lös för o2 i utgångsströmmen med hjälp av molen matad av o2
Lös för o2 i utgångsströmmen med hjälp av molen matad av o2 och de förbrukade molerna.

Är du intresserad av kemiteknik eller tar du en kurs inom detta område redan? Den här artikeln går igenom ett vanligt problem typ möter i kemisk ingenjörs klasser. Det kommer att gå igenom grunderna, men det är viktigt att du har lite bakgrund inom kemi för att förstå beräkningarna som gjorts.

Del 1 av 3: Förstå nyckelbegrepp

  1. 1
    Lär dig att balansera en kemisk ekvation. Se till att alla kemiska ämnen är balanserade i reaktanterna och produkterna.
  2. 2
    Känn definitionen av fraktionerad konvertering. Fraktionerad omvandling är procentandelen av reaktanten som konsumeras i reaktionen. Det är fraktionen: konsumerade mol delat med mol som matas in i systemet.
  3. 3
    Känn definitionen av procentöverskott. Procentöverskott hittas genom att subtrahera den teoretiska mängden som behövs från den matade mängden och dela detta nummer med den teoretiska mängden och multiplicera med 100.
  4. 4
    Förstå begreppet molfraktion. En molfraktion är antalet mol av en produkt dividerat med den totala mängden mol i utflödet.
  5. 5
    Lär dig att rita ett flödesschema för systemet. Eftersom allt som går in i systemet måste komma ut visar flödesschemat reaktanter som går in i systemet (ingång) och produkter som kommer ut (utdata).
Det kan konstateras att 85 av 100 mol förbrukades
Det kan konstateras att 85 av 100 mol förbrukades och lämnade 15 mol i produktströmmen.

Del 2 av 3: inställning

  1. 1
    Läs frågan mycket noggrant. Förstå vad frågan ber dig hitta, ett exempel på en fråga kan vara:
    • I processen för tillverkning av klor, HCl och O 2 att reagera för att bilda Cl 2 och H 2 O. Air (21% O 2 och 79% N 2) matas in i systemet med en 35% överskott av O 2 och den fraktionella omvandlingen av HCl är 85%. Beräkna molfraktionerna för produktströmskomponenterna.
    • Använd bråk omvandlingen av HCI för att ta reda på hur många mol HCl och O 2 används.
    • Genom att hitta mängden mol av reaktanterna som konsumeras kan mängden mol av produkterna lösas med hjälp av stökiometriska förhållanden.
  2. 2
    Skriv ner all information och vad du försöker hitta.
    • Fraktionerad omvandling av HCl = 0,85, O 2 matas med en 35% överskott, är luft som består av 79% N 2 och 21% O 2, och N 2 inte reagerar i systemet det är inert.
  3. 3
    Skriv den balanserade kemiska ekvationen för problemet.
    • HCl reagerar med O 2 för att producera Cl 2 och H 2 O
    • Den balanserade ekvationen för detta är 2HCI + 0,5O 2 → Cl 2 + H 2 O.
  4. 4
    Rita ett flödesschema över systemet. Märk tydligt ingångar, utgångar och variabler.
    • Ingångarna är 100 mol HCl (100 mol kan antas), n 1 mol luft som är 21% O 2 och 79% N 2
    • Utgångarna är HCl (n HCl), O 2 (n O 2), N 2 (n N 2), Cl 2 (n Cl 2) och H 2 O (n H 2 O)
En molfraktion är antalet mol av en produkt dividerat med den totala mängden mol i utflödet
En molfraktion är antalet mol av en produkt dividerat med den totala mängden mol i utflödet.

Del 3 av 3: lösa problemet

  1. 1
    Använd fraktionerad omvandling av reaktant hcl för att hitta n hcl. Man kan anta en molär flödeshastighet på 100 för HCl och använda formeln för fraktionerad omvandling. Det kan konstateras att 85 av 100 mol förbrukades och lämnade 15 mol i produktströmmen.
    • mol kvar = mol matade mol förbrukade
    • n HCl = 15 mol
  2. 2
    Hitta antalet mol o 2 som matas in i systemet och den molära flödeshastigheten av luft. Med användning av stökiometriska förhållanden kan man funnit att 25 mol O 2 behövs för att reagera med 100 mol av HCl.
    • 85 mol HCl konsumeras. HCl och O 2 har en 2: 0,5-förhållande så för varje 2 mol HCl förbrukas, 0,5 av en mol av O 2 förbrukas.
    • Med användning av formeln för procent överskott kan man funnit att 33,75 mol O 2 håller på att matas in i reaktorn.
    • Du vet att luft är 21% syre, 33,75 / 0,21 = 160,7 mol luft som matas. n 1 = 160,7
  3. 3
    Lös för n 2 i utgångsströmmen. Luft är 79% N 2 och ingen reageras så n N 2 = 0,79 * 160,7 = 127 mol.
  4. 4
    Lös för cl 2.
    • Cl 2 och HCl har en 1: 2-förhållande för varje 2 mol HCl förbrukas, 1 mol av cl 2 produceras.
    • 82,5 = 42,5 mol Cl 2
  5. 5
    Lös för mol av h 2 o.
    • H 2 O och HCl har en 1: 2 förhållande som Cl 2 och HCl, så antalet moler producerat av H 2 O = 42,5 mol
  6. 6
    Lös för o 2 i utgångsströmmen med hjälp av molen matad av o 2 och de förbrukade molerna.
    • mol kvar = mol matade mol förbrukade. O 2 och H 2 O har en 0,5: 1-förhållande så för varje 0,5 mol av O 2 konsumerade en mol av H 2 O alstras, så O 2 i produktströmmen.
  7. 7
    Hitta molära fraktioner av varje art. Detta är mängden av var och en av arterna dividerat med det totala molet i utflödet.
    • Totalt mol = 15 +42,5 +42,5 +12,25 + 127 = 239,25
    • Molfraktionen av HCl är 12 539,25 = 0,06
    • Den molära fraktionen av O 2 är 12,22.539,25 = 0,05
    • Molfraktionen av Cl 2 är 42,2.539,25 = 0,17
    • Molfraktionen av H 2 O är 42,2.539,25 = 0,17
    • Molfraktionen av N 2 är 126,4.539,25 = 0,53
Läs också: Hur man gör natriumacetat?

Läs också:

  1. Hur beräknar man molär massa?
  2. Hur beräknar man molär absorptionsförmåga?
Relaterade artiklar
  1. Hur reagerar man på och innehåller kemiska spill?Nils-Erik Sjöberg
  2. Hur odlar man kristaller?Blenda Jansson
  3. Hur odlar jag en kristallinitial?Kristine Jönsson
  4. Hur man gör järnoxid?Leila Engström
  5. Hur man gör kopparsulfat?Blenda Jansson
  6. Hur man gör CO₂?Seth Eliasson
FacebookTwitterInstagramPinterestLinkedInGoogle+YoutubeRedditDribbbleBehanceGithubCodePenWhatsappEmail