Obliczenia stechiometryczne z uwzględnieniem wydajności
Słownik kwalifikacji CHM.02 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego
W zadaniach stechiometrycznych oblicza się ilości reagentów na podstawie równania reakcji chemicznej. Współczynniki stechiometryczne informują, w jakim stosunku molowym reagują substraty i powstają produkty.
Jeżeli proces nie przebiega ze 100% wydajnością, należy uwzględnić straty lub niepełne przereagowanie reagentów.
Podstawowy wzór na wydajność
Wydajność procesu chemicznego oblicza się ze wzoru:
wydajność = ilość rzeczywista / ilość teoretyczna · 100%
Stąd:
ilość teoretyczna = ilość rzeczywista / wydajność
Wydajność 80% zapisuje się w obliczeniach jako 0,80.
Schemat postępowania
- Zapisz równanie reakcji.
- Odczytaj stosunek molowy substancji z równania.
- Przelicz masy przez masy molowe.
- Uwzględnij wydajność procesu.
- Podaj wynik w wymaganych jednostkach.
Przykład
Reakcja:
CH3OH + CO → CH3COOH
Z równania wynika, że:
1 mol CO daje 1 mol CH3COOH
Masy molowe:
- CO = 28 g/mol
- CH3COOH = 60 g/mol
Aby rzeczywiście otrzymać 300 t kwasu octowego przy wydajności 80%, trzeba obliczyć ilość teoretyczną produktu:
300 t / 0,80 = 375 t CH3COOH
Następnie oblicza się masę CO:
60 t CH3COOH odpowiada 28 t CO
375 t CH3COOH odpowiada x t CO
x = 375 · 28 / 60 = 175 t
Do procesu należy więc użyć 175 ton tlenku węgla(II).