81695

Кинетические закономерности химических процессов в реакторах смешения периодического действия

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная установка для выполнения работ представляет собой термостатическую цилиндрическую ёмкость с мешалкой. Реагенты помещаются в реактор через отверстие в крышке. В результате реакции концентрация щелочи понижается. Изменение контролируется с помощью кондуктометра по изменению электропроводности реакционной смеси

Русский

2017-11-05

761.5 KB

0 чел.

Лабораторная работа №4

Выполнил Снежко П.Р., Ленковец В.И., Куневич Е.А.

Цель работы: изучение кинетических закономерностей химических процессов в реакторах смешения периодического действия.

Задание:

  1. Рассчитать изменение концентрации и степени превращенияNaOH и эфира с течением времени при заданной температуре.
  2. Опыт провести при соотношении объёмов эфир : щелочь как 1:1 и 1.5:0.5. Общий объем 0.33 л, исходные концентрации Сэф=0.1 Н, Сщел=0.1 Н.

Лабораторная установка для выполнения работ представляет собой термостатическую цилиндрическую ёмкость с мешалкой. Реагенты помещаются в реактор через отверстие в крышке. В результате реакции концентрация щелочи понижается. Изменение контролируется с помощью кондуктометра по изменению электропроводности реакционной смеси. С уменьшением концентрации щелочи электропроводность раствора изменяется и т.о. растет сопротивление. По изменению сопротивления определяем концентрацию щелочи в разные моменты времени. На основании полученных данных осуществляем расчет основных характеристик работы реактора.

Результаты работы и их обработка

Исходя из заданных соотношений и количества вводимых эфира и щелочи рассчитываем начальные концентрации и объемы реагентов.

Соотношение 1:1

Начальные объёмы эфира и щелочи:Vэф=Vщел=0.33л/2=0.165 л=165 мл

Начальная концентрация эфира и щелочи: Сэф.начщел.нач=0,1/2=0,05 моль/л

Соотношение 1.5:0.5

Начальный объем 0,1Н эфира:Vэф=110 мл

Начальный объем 0,1Н щелочи:Vщел=220 мл

Начальная концентрация эфира:         Сэф.нач.=0.1*0.11/0.33=0.033 моль/л

Начальная концентрация щелочи:             Сщел.нач.=0.1*0.22/0.33=0.067 моль/л

Рассчитываем концентрацию эфира:

Сэф= Сэф.нач.- (Сщел.нач -CNaOH)

Степень превращения рассчитываем по формуле:

ХА=(САоА)/САо

Экспериментальные и расчетные данные

Соотношение эфир/щелочь – 1.5:0.5                                                        Таблица 1

№ опыта

Время от начала опыта, мин

Сопротивление раствора,R

Текущая концентрацияNaOH

CNaOH,моль/л

Текущая концентрация эфира

Cэф,моль/л

Степень превращения

NaOH

Степень превращения

эфира

1

2

3

4

5

6

7

8

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

13,9

14,3

14,5

14,7

14,9

15,1

15,4

15,7

0,0659

0,0645

0,0631

0,0621

0,0613

0,0604

0,0592

0,0580

0,0319

0,0305

0,0291

0,0281

0,0273

0,0264

0,0252

0,0240

0,0164

0,0373

0,0582

0,0731

0,0851

0,0985

0,1164

0,1343

0,0333

0,0757

0,1182

0,1485

0,1727

0,2000

0,2364

0,2727

Продолжение таблицы 1

9

10

11

12

13

14

15

6,0

7,0

8,0

11

14

17

20

16,0

16,2

16,4

16,8

17,2

17,4

17,5

0,0568

0,0561

0,0554

0,0540

0,0527

0,0520

0,0517

0,0228

0,0221

0,0214

0,0200

0,0187

0,0180

0,0177

0,1522

0,1627

0,1731

0,1940

0,2134

0,2239

0,2283

0,3091

0,3303

0,3515

0,3939

0,4333

0,4545

0,4636

Соотношение  эфир/щелочь – 1:1                                                                       Таблица 2

№ опыта

Время от начала опыта, мин

Сопротивление раствора,Q

Текущая концентрацияNaOH

CNaOH,моль/л

Текущая концентрация эфира

Cэф,моль/л

Степень превращения

NaOH

Степень превращения

Эфира

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

11

14

17

20

19,0

20,1

21,2

22,1

23,1

24,0

25,6

27,0

28,3

29,5

30,6

33,3

35,5

37,3

38,8

0,0474

0,0447

0,0422

0,0404

0,0386

0,0371

0,0346

0,0327

0,0311

0,0298

0,0287

0,0262

0,0245

0,0233

0,0223

0,0474

0,0447

0,0422

0,0404

0,0386

0,0371

0,0346

0,0327

0,0311

0,0298

0,0287

0,0262

0,0245

0,0233

0,0223

0,052

0,106

0,156

0,192

0,228

0,258

0,308

0,346

0,375

0,404

0,426

0,476

0,510

0,534

0,554

0,052

0,106

0,156

0,192

0,228

0,258

0,308

0,346

0,375

0,404

0,426

0,476

0,510

0,534

0,554

Вывод:Проанализировав полученные графические зависимости можно сделать вывод, что степень превращения наиболее интенсивно возрастает в первые 10 мин проведения процесса. При этом концентрация реагирующих веществ так же интенсивно уменьшается. При соотношении эфир/щелочь – 1,5:0,5 степень превращения эфира, как и следовало ожидать, возрастает интенсивнее чем степень превращения щелочи, а скорость превращения реагирующих веществ одинакова.

В промежутке времени между 10 и 20 мин интенсивность возрастания степени превращения и убывания концентраций уменьшается.

После 20 мин протекания реакции степень превращения и концентрация реагирующих веществ изменяется очень незначительно.

Исходя, из всего вышеперечисленного мы считаем, что время пребывания реагирующих веществ в зоне реакции не должно превышать30 мин, по истечении которых проведение реакции не целесообразно из-за невысокой скорости реакции омыления

Рис.1

Рис.2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22541. Учет собственного веса при растяжении и сжатии 102 KB
  Длина стержня l площадь поперечного сечения F удельный вес материала и модуль упругости Е. Подсчитаем напряжения по сечению АВ расположенному на расстоянии от свободного конца стержня. Эти напряжения будут нормальными равномерно распределенными по сечению и направленными наружу от рассматриваемой части стержня т. Наиболее напряженным опасным будет верхнее сечение для которого достигает наибольшего значения l; напряжение в нем равно: Условие прочности должно быть выполнено именно для этого сечения: Отсюда необходимая площадь стержня...
22542. Расчет гибких нитей 148.5 KB
  Это так называемые гибкие нити. Обычно провисание нити невелико по сравнению с ее пролетом и длина кривой АОВ мало отличается не более чем на 10 от длины хорды АВ. В этом случае с достаточной степенью точности можно считать что вес нити равно мерно распределен не по ее длине а по длине ее проекции на горизонтальную ось т. Расчетная схема гибкой нити.
22543. Моменты инерции относительно параллельных осей 119.5 KB
  Моменты инерции относительно параллельных осей. Задачу получить наиболее простые формулы для вычисления момента инерции любой фигуры относительно любой оси будем решать в несколько приемов. Если взять серию осей параллельных друг другу то оказывается что можно легко вычислить моменты инерции фигуры относительно любой из этих осей зная ее момент инерции относительно оси проходящей через центр тяжести фигуры параллельно выбранным осям. Расчетная модель определения моментов инерции для параллельных осей.
22544. Главные оси инерции и главные моменты инерции 157 KB
  Главные оси инерции и главные моменты инерции. Как уже известно зная для данной фигуры центральные моменты инерции и можно вычислить момент инерции и относительно любой другой оси. Именно можно найти систему координатных осей для которых центробежный момент инерции равен. В самом деле моменты инерции и всегда положительны как суммы положительных слагаемых центробежный же момент может быть и положительным и отрицательным так как слагаемые zydF могут быть разного знака в зависимости от знаков z и у для той или иной площадки.
22545. Прямой чистый изгиб стержня 99.5 KB
  Прямой чистый изгиб стержня При прямом чистом изгибе в поперечном сечении стержня возникает только один силовой фактор изгибающий момент Мх рис. Так как Qy=dMx dz=0 то Mx=const и чистый прямой изгиб может быть реализован при загружении стержня парами сил приложенными в торцевых сечениях стержня. Сформулируем предпосылки теории чистого прямого изгиба призматического стержня. Для этого проанализируем деформации модели стержня из низкомодульного материала на боковой поверхности которого нанесена сетка продольных и поперечных рисок...
22546. Прямой поперечный изгиб стержня 122 KB
  Прямой поперечный изгиб стержня При прямом поперечном изгибе в сечениях стержня возникает изгибающий момент Мх и поперечная сила Qy рис. 1 которые связаны с нормальными и касательными напряжениями Рис. Связь усилий и напряжений а сосредоточенная сила б распределеннаяРис. Однако для балок с высотой сечения h l 4 рис.
22547. Составные балки и перемещения при изгибе 77.5 KB
  Составные балки и перемещения при изгибе ПОНЯТИЕ О СОСТАВНЫХ БАЛКАХ Работу составных балок проиллюстрируем на простом примере трехслойной балки прямоугольного поперечного сечения. Это означает что моменты инерции и моменты сопротивления трех независимо друг от друга деформирующихся балок должны быть просуммированы Если скрепить балки сваркой болтами или другим способом рис. 1 б то с точностью до пренебрежения податливостью наложенных связей сечение балки будет работать как монолитное с моментом инерции и моментом сопротивления...
22548. Напряжения и деформации при кручении стержней кругового поперечного сечения 130.5 KB
  Напряжения и деформации при кручении стержней кругового поперечного сечения Кручением называется такой вид деформации при котором в поперечном сечении стержня возникает лишь один силовой фактор крутящий момент Мz. Крутящий момент по определению равен сумме моментов внутренних сил относительно продольной оси стержня Oz. С силами лежащими в плоскости поперечного сечения стержня интенсивности этих сил касательные напряжения и Мz связывает вытекающее из его определения уравнение равновесия статики рис. 1 Условимся считать Mz...
22549. Практические примеры расчета на сдвиг. Заклепочные соединения 58.5 KB
  Заклепки во многих случаях уже вытеснены сваркой; однако они имеют еще очень большое применение для соединения частей всякого рода металлических конструкций: стропил ферм мостов кранов для соединения листов в котлах судах резервуарах и т. В них закладывается нагретый до красного каления стержень' заклепки с одной головкой; другой конец заклепки расклепывается ударами специального молотка или давлением гидравлического пресса клепальной машины для образования второй головки. Мелкие заклепки малого диаметра меньше 8 мм ставятся в...