12
Эквиваленты оснований - это четное от деления их мольной массы на валентность металла или, что то же самое, на кислотность основания. Так эквиваленты NaOH, Ca(OH)2 и Al(OH)3 равны соответственно 40, 74/2 =36 и 78/3=26 г.
Эквивалент соли может быть вычислен как четное от деления ее мольной массы на произведение числа ионов металла и его валентности. Таким образом, эквиваленты солей NaCl и KNO3 численно равны их мольным массам, а для MgSO4, AlCl3, Al2(SO4)3 эквиваленты составляют соответственно 1/2, 1/3 и 1/6 их мольных масс.
Число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора, выражает эквивалентную концентрацию (нормальность). Однонормальным (1N) называется раствор, в 1 л которого содержится 1 г-эквивалент растворенного вещества.
Молярность определяется количеством г-моль вещества, растворенного в 1000 мл раствора, например, 3М раствор Na2SO4 соответствует 3 142 = 426 г в литре.
В химической технологии широко используются комбинированные оценки содержания вещества в смеси:
•мольно-объемная концентрация в потоке Ci,N=Ni/Vсм [кмоль/м3];
•массово-объемная концентрация в потоке Ci,m=mi/Vсм [кг/м3].
Связь между этими концентрациями определяется выражением: CiN= Cim Mi-1 .
1.1.4.Степень превращения и выход продуктов
Степень превращения - это отношение израсходованного в реакции количества реагента к его исходному количеству. Для реакции A R степень превращения компонента A находят по формуле:
XA = |
NA,0 |
− NA |
, |
(1.17) |
|
NA,0 |
|||||
|
|
|
|||
где NA,0 и NA - начальное и текущее (конечное) количество (в нашем случае – мольный расход) компонента А .
При задании количества вещества в массовых единицах справедливо выраже-
ние
УГХТУ, кафедра общей химической технологии
|
|
|
|
13 |
XA = |
mA,0 −mA |
. |
(1.18) |
|
mA,0 |
|
|||
|
|
|
|
|
Из (1.17) и (1.18) следует, что |
|
|
|
|
NA = NA,0 (1- XA ) , |
(1.19) |
|||
mA = mA,0 (1 - XA). |
(1.20) |
|||
Равновесная степень превращения |
X*A характеризует максимальную |
глубину |
||
протекания обратимого ХТП в определенных условиях. Связь ХА с ХА* задается соотношением ХА =αх ХА*, где 0≤αх≤1 - доля приближения реальной степени превращения к равновесной.
Для реакции общего вида νAА+νBB νRR+νSS ±Q Х*А связана с Кр выражени-
ем:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆ν |
(nR,0 |
+ |
ν |
R nA,0X*A )νR |
|
(nS,0 + |
ν |
S nA,0X*A )νS |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
K |
P |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
νA |
|
|
|
|
|
νA |
|
|
|
, (1.21) |
||||||
|
|
1 |
+ |
∆ν |
n |
|
X* |
|
|
|
|
(1- X* |
ν A |
|
|
|
|
ν |
B |
|
|
X* |
)νB |
||||
|
|
|
|
A,0 |
|
n |
A,0 |
) |
|
(n |
B,0 |
- |
|
n |
A,0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
νA |
|
A |
|
|
A |
|
|
|
|
νA |
A |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где Kp=k1/k2, a k1, k2 - константы скоростей прямой и обратной реакций соответственно.
Константу равновесия берут из справочных данных либо рассчитывают по величине приращения энергии Гиббса:
KT0 = e∆GТ/RT, |
|
|
|
(1.22) |
|
где ∆GТ - термодинамическая движущая сила ХТП (приращение энергии Гиббса в |
|||||
ходе химических превращений). |
|
|
|
|
|
Энергию Гиббса при температуре Т находят из уравнения: |
|
||||
∆GТ= I1- ∆a T lnT – ∆b T2 |
− ∆c T3 + |
∆c' |
− |
∆d T4 + I2T |
(1.23) |
|
|||||
2 |
6 |
2T |
12 |
|
|
Здесь I1 и I2 - постоянные для данной реакции величины, которые вычисляют по |
|||||
стандартным значениям изменения энтальпии и энтропии: |
|
||||
∆H298=Σν'i∆H'298,i - Σν''i∆H''298,i и ∆G298=Σν'i∆G'298,i - Σν''i∆G''298,i. |
(1.24) |
||||
Отсюда: |
|
|
|
|
|
УГХТУ, кафедра общей химической технологии