Создан заказ №3912884
26 апреля 2019
При взаимодействии водного раствора соли Ме (раствор 1) объемом V1 и водного раствора щелочного осадителя (раствор 2) образуется продукт реакции – гидроксид соответствующего Ме
Как заказчик описал требования к работе:
Контрольная работа 1
Первая буква фамилии М
Последняя цифра билета 8
WORD
Фрагмент выполненной работы:
При взаимодействии водного раствора соли Ме (раствор 1) объемом V1 и водного раствора щелочного осадителя (раствор 2) образуется продукт реакции – гидроксид соответствующего Ме. Коэффициент избытка осадителя составляет k1; степень превращения соли Ме – Х%. Составить материальный баланс реактора, рассчитать производительность за один цикл и расходные коэффициенты по сырью. Определить требуемый объем реактора периодического действия, если коэффициент запаса объема равен k2. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Схема реактора периодического действия приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Реактор периодического действия
Вариант 22
Соль Ме: MgSO4∙7H2О
Осадитель : КОН
Содержание основного вещества, % (масс.)
Раствор 1 :20
Раствор 2 : 28
V1, м 3 :1,6
k1:1,3
X, % :94
k2 :1,2
Решение:
. Составим уравнение реакции в обычном виде, с учетом стехиометрических коэффициентов. Определим количество веществ, которые надо принять в расчет (включая инертное) и кратко обозначим их латинскими буквами
MgSO4*7H2О+ 2КОН=Mg(OH)2+ К2SO4 (H2O)
A + 2B = С+D (I)
2.Определим молекулярные массы (Мi), используя таблицу Д.И.Менделеева. Массовые проценты веществ в исходных растворах (Z gNi) и степень превращения (Xi) переведем в доли единицы (разделив на 100%) и запишем исходные данные:
МA = 120 [кг/кмоль];
МB = 56 [кг/кмоль];
МC = 58 [кг/кмоль];
МD = 174 [кг/кмоль];
МI = 18 [кг/кмоль];
Z gNA = 0,2 [доли единицы];
Z gNB= 0,28 [доли единицы];
V1= 1,6 [м 3 ];
XA = 0,94 [доли единицы];
k1 = 1,3;
k2 = 1,2.
3. Определим плотность растворов (ρ1) и (ρ2) при температуре 20°С по справочным данным или расчетным путем .
Т.к. в нашем случае для приготовления раствора использовалась не чистая соль, а кристаллогидрат плотностью ρкр.г.= 1636 кг/м3 (приложение 1), то удобнее пересчитать массовую долю растворенного вещества в массовую долю кристаллогидрата вещества по формуле
Молекулярная масса кристаллогидрата (MgSO4∙7H2О):
MAкр.г.=120+7*18=246 [кг/кмоль].
Используя принятые обозначения, запишем:
ZgNAкр.г.= ZgNA∙MAкр.г./MA=0,2∙246/120=0,41
Рассчитаем плотность раствора 1 ,принимая плотность воды ρI=1000 [кг/м3 ]:
ρ1= Z gNAкр.г.*ρкр.г.+(1- Z gNA кр.г.)∙
ρ1 =0,41∙1636+(1-0,41)∙1000=1260,76 [кг/м3 ].
Плотность раствора 2 определяем по таблице в приложении 1.
ρ2= 1260,9 [кг/м3 ]
4. Определяем массу раствора)
: g1 = ρ1∙V1=1260,76 *∙1,6=2017,22 [кг]
5. Определяем массу соли (MgSO4) в 1 растворе
Используя принятые нами обозначения, запишем:
gNA= Z gNA*g1=0,2*2017,22 =403,44 [кг]. Т
т.к. исходная соль находится в виде MgSO4∙7H2О, пересчитаем на массу кристаллогидрата:
gNAкр.= gNA*MAкр.г./MA=403,44 *246/120=827,05[кг].
6. Определяем начальное количество соли:
nNA= gNA/MA=403,44 /120=3,36 [кмоль].
7. Определяем начальное количество и массу чистого КOH, необходимого для проведения реакции с учетом стехиометрического уравнения и коэффициента избытка:
nNВ=2*nNA*k1=2*3,36*1,3=8,74 [кмоль];
gNВ= nNВ*MВ =8,74 *56=489,44 [кг]
8. Определяем массу и объем раствора 2:
g2= gNВ/ ZgNВ=489,44 /0,28=1748 [кг];
V2= g2/ρ2=1748/1260,9 =1,39 [м 3 ].
9. Определяем массу, количество и объем воды, поступающей с растворами.
С раствором 1:
gNI1= g1- gNA=2017,22 -403,44 =1613,78[кг];
nNI1= gNI1/ МI =1613,78/18=89,65 [кмоль];
vNI1= gNI1/ρI=1613,78/1000=1,61 [м3].
из этой массы часть воды поступает с кристаллогидратом, поэтому определим массу воды необходимую для приготовления раствора 1:
g1- gNAкр.г.= 1677,02 -827,05= 1273,58 [кг].
С раствором 2:
gNI2= g2- gNВ=1748 -489,44 =1258,56[кг];
nNI2= gNI2/ МI =1258,56/18=69,92 [кмоль];
vNI2= gNI2/ρI=1258,56/1000=1,26 [м3].
Итого для приготовления обоих растворов необходимо:
2017,22 +1258,56=2532,14 [кг] или 2,53 м3 .
10. Определим количества веществ, которое израсходовались или образовались в результате химической реакции (приращения). Зная степень превращения вещества А, из формулыможно выразить его приращение:
∆nA=XA∙nNA=0,94*3,36 =3,16 [кмоль].
Используя стехиометрические коэффициенты выразим приращения
остальных веществ через ∆nA:
∆nB=2∙∆nA=2*3,16=6,32 [кмоль];
∆nC=1∙∆nA=1*1,89 =3,16 [кмоль];
∆nD=1∙∆nA=1*1,89 =3,16 [кмоль].
11. Определим конечные количества веществ с учетом их начального количества и приращения. Приращения по исходным веществам (реагентам) всегда учитываются с отрицательным знаком, а по продуктам – с положительным. Если в смеси есть инертное вещество, то его приращение равно нулю
nKA= nNA-∆nA=3,36 -3,16 =0,20 [кмоль];
nKB= nNB-∆nB=8,74 -6,32 =2,42 [кмоль];
nKC= ∆nC=3,16 [кмоль];
nKD= ∆nD=3,16 [кмоль];
nKI= nNI1+ nNI2=89,65 + 69,92 =159,57 [кмоль].
12. Пересчитываем количество веществ в массу:
gKA= nKA*МA=0,20 *120=24,00 [кг];
gKB= nKB*МB=2,42*56=135,52 [кг];
gKC= nKC*МC=3,16*58=183,28 [кг];
gKD= nKD*МD=3,16*174=549,84[кг];
gKI= nKI*МI=159,57 *18=2872,26 [кг];
13. Составим материальный баланс реактора. Результаты представим в виде таблицы:
Таблица 1. Материальный баланс реактора
Вещества Приход Расход
n, кмоль g, кг n, кмоль g, кг
MgSO4(А) 3,36 403,44 0,20 24,00
КOH(В) 8,74 489,44 2,42 135,52
Mg(OH)2(С) - - 3,16 183,28
К2SO4(D) - - 3,16 549,84
H2O(I) с 1 раствором (в чистом виде + с кристаллогидратом) 89,65 1613,78 159,57 2872,26
со 2 раствором 69,92 1258,56
∑ H2O 159,57 2872,34
∑ 171,67 3765,22 168,51 3764,9
Поскольку невязка меньше 1%, то расчет произведен правильно.
14. Мольная (∆nC) и массовая (∆gC) производительность реактора -3,16 кмоль или 183,28 кг Mg(OH)2 за один цикл, соответственно.
15...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
27 апреля 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
При взаимодействии водного раствора соли Ме (раствор 1) объемом V1 и водного раствора щелочного осадителя (раствор 2) образуется продукт реакции – гидроксид соответствующего Ме.docx
2020-05-29 20:19
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
Выполнила все задания и быстро отвечала на мои сообщения)
Все задания были выполнены от руки,но очень аккуратно(отличный почерк).А если местами его не понимала,она мне всё объяснила.
Лучший помощник с выполнением Ваших работ!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
