Kwalifikacja: CHM.06 - Organizacja i kontrolowanie procesów technologicznych w przemyśle chemicznym
Ile wynosi objętość płynnego amoniaku w mieszaninie do syntezy mocznika, w której znajduje się 21 kilomoli tlenku węgla(IV)?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 218,6 dm3 jest prawidłowa, ponieważ wynika ona z zastosowania zasad dotyczących gazów i cieczy w procesach chemicznych. W syntezie mocznika, które zachodzi na podstawie reakcji amoniaku i tlenku węgla(IV), objętość gazu cieczy można określić za pomocą równań stanu gazu idealnego. Przy standardowych warunkach (0 °C i 1 atm) 1 mol gazu zajmuje około 22,4 dm3. W przypadku 21 kilomoli tlenku węgla(IV) mamy więc: 21 kmol x 22,4 dm3/kmol = 470,4 dm3. W praktyce, korzystając z zasady zachowania masy i proporcji reakcji chemicznych, można wykazać, że objętość amoniaku w mieszaninie wynosi właśnie 218,6 dm3. Takie obliczenia są standardem w przemyśle chemicznym, szczególnie w procesach syntezy, co pozwala na optymalizację wykorzystania surowców. Przykładem zastosowania tych zasad może być produkcja nawozów azotowych, gdzie wiedza o objętościach reagujących substancji jest kluczowa dla efektywności procesu.
Błędne odpowiedzi wynikają z nieprawidłowego rozumienia zależności między objętościami gazów a cieczy w kontekście syntezy chemicznej. Często popełniane błędy obejmują zakładanie, że objętości cieczy można bezpośrednio porównywać z objętościami gazów bez uwzględnienia ich różnej gęstości. W rzeczywistości, w przypadku syntezy mocznika, amoniak - będący cieczą - ma znacznie większą gęstość niż przeliczone gazowe odpowiedniki. Odpowiedzi takie jak 21,3 dm3 oraz 29,2 dm3 nie uwzględniają faktu, że amoniak w stanie ciekłym zajmuje znacznie większą objętość w porównaniu do tlenku węgla(IV). Poza tym, mylenie cieczy z gazami może prowadzić do koncepcji, które ignorują zasady zachowania masy. Ponadto, niepoprawne obliczenia mogą wynikać z braku znajomości wytycznych dotyczących obliczeń chemicznych, co jest kluczowe w przemyśle chemicznym. Zrozumienie tych zasad jest kluczowe, aby uniknąć nieporozumień i błędów w procesach produkcyjnych oraz aby efektywnie zarządzać zasobami w zakładach chemicznych.