1.3 Задачі для самостійного розв’язку

Задача № 1

Яку кількість 87% - ного карбіду кальцію необхідно для одержання 1 т льодяної оцтової кислоти за умови, що всі реакції перебігають з 98% - ним виходом.

Задача № 2

Розрахувати, скільки літрів газу (об’ємна доля СО₂ –38%), знадобиться для перетворення у гідрокарбонат натрію 1 т кальцинованої соди Na₂СО₃, масова доля домішок в якій складає 1,2%

Задача № 3

Скільки газу (об’ємна доля, %: NН₃ – 11,76 ; О₂ – 17,65 ; N₂ – 70,59) не обхідно ввести в контактний апарат для одержання 1000м³ NО, якщо окислення NН₃ до NО перебігає з ступенем перетворення 95%, а залишок NН₃ окислюється до вільного азоту.

Задача № 4

Визначити витрати 75% - ної сульфатної кислоти і 100% - ної солі NaCl для одержання 1 т сульфату натрію за реакцією :

2 NaCl + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2НСl ,

якщо ступінь перетворення NaCl у сульфат натрію складає 93% .

Задача № 5

Визначити кількість води, яка видаляється з випарних апаратів і плавильних котлів на 1 т готової каустичної соди , яка вміщує 95% NaOH , якщо на випарювання надходить 52% - ний розчин NaOH, а потім у плавильні котли – 78% - ний.

Задача № 6

Розрахувати витрати технічного жовтого фосфору (масова частка Р = 99,5%) на 1 т фосфорної кислоти, якщо втрати фосфору ( у перерахунку на Р₂О₅ ) у виробництві фосфорної кислоти складає 2,5% , а ступінь абсорбції Р₂О₅ – 99% . Рівняння реакцій :

2Р₂ + 5О₂ = 2Р₂О₅ ;

2Р₂О₅ + 6Н₂О = 4Н₃РО₄

Тема 2

2.1 Основи технологічних розрахунків – закони збереження і стехіометричних співвідношень

Якщо в процесі реагує суміш речовин, кількість кожної з них звичайно виражена у відсотках до всієї суміші або в кіломолях на 1м суміші. 1 Кмоль будь якого газу у однакових умовах займає один й той же об’єм : V=22,4м ( н.у.) Нормальні умови Р =101325Па (0,1 МПа, 1атм.) і Т =273,15К(0 С )

Густину газу можна розрахувати за формулою :

= , (2.1)

де М- молекулярна маса, кмоль.

Якщо задані умови відрізняються від нормальних, користуються формулою, яка дозволяє визначити густину за даних умов(Р,Т) :

= . (2.2)

Молекулярну масу газової суміші розраховують за формулою:

М = ; (2.3)

де і=1- номер компонента суміші;

М - молекулярна маса і-того компонента;

- мольний (об’ємний) вміст і-того компонента , %.

Масові частки переводять у об’ємні або мольні за формулою:

= / ; (2.4)

де g - мосова частка і-того компонента ;

- загальна кількість кіломолей всіх компонентів суміші.

Перевід об’ємних часток до масових за формулою:

g = . (2.5)

У технологічних розрахунках хімічних виробництв застосовують закон Бойля:

РV=const , або P V =P V , або = (2.6)

Закон Гей –Люссака = , звідки

V=V , або = (2.7)

Рівняння стану ідеального газу Клайперона-Менделєєва

PV= (2.8)

Рівняння стану реального газу:

Р=N( ) , (2.9)

де а,b- коефіцієнти, залежать від природнього газу;

Закон Дальтона

Р = , (2.10)

де Р - парціальний тиск і-того компонента, з якого складається газова суміш ;

Р - загальний тиск газової суміші;

- парціальний об’єм і-того газу в суміші;

М - молярна маса газу, кг/кмоль ;

N - кількість кіломолей;

R - універсальна газова стала, 8,314 Дж/моль К ;

m - маса газу, кг;