Unverstatea Tehncă Gheorghe Asach dn Iaş Facultatea de Ingnere Chmcă ş Protecţa edulu Ingnera proceselor chmce ş bologce/5 An unverstar 202-203 Ttular dscplnă: Prof.dr.ng. ara Gavrlescu Aplcaţ: Dr. Petronela Cozma Departamentul Ingnera ş anagementul edulu
ărm pentru eprmarea compozţe chmce a unu curent sau a mase de reacţe. În condţ statce.a. ărm etensve - masa de component, [kg] - numărul de mol de component, [mol] - volumul componentulu, V [m3 ] Etensv- depnde de canttatea de materal (de eemplu: debtul) Intensv- nu depnde de canttate (de eemplu: fracţa molară, temperatura)
.b. ărm ntensve concentraţa în untăţ de masă în untăţ molare în untăţ de volum concentraţa mască a componentulu în masa de reacţe C V [kg/m 3 ] () Canttatea de component aflată în untatea de volum de masă de reacţe
denstatea mase de reacţe C [kg/m 3 ] (2) Canttatea totală dn specle chmce aflate în untatea de volum de masă de reacţe fracţa mască a componentulu 2... - fracţa mască a componentulu n kg component kg amestec Canttatea (masa) de component aflată în untatea de masa ( kg) de amestec (3) masa componentulu în amestecul de n componenţ [kg], 2,.. n masa componenţlor ce formează amestecul [kg]
fracţa mască procentuală a componentulu kg component 00 [% masce] 00 kg amestec (4) raportul masc al componentulu Pentru un amestec ce conţne n componenţ, raportul masc al componentulu faţă de orcare component dn amestec este: X... X 0, kg kg component component kg component 0, n n kg component n (5)
concentraţa molară a componentulu în masa de reacţe c C [mol m -3 ] (6) 0 0 - masa molară a componentulu [kg mol - ] C - concentraţa mască a componentulu [kg/m 3 ] concentraţa molară a mase de reacţe ] c c numar total de mol (7) 3 m
fracţa molară a componentulu în masa de reacţe Pentru un amestec omogen sau o soluţe, fracţa molară a unu component se defneşte ca fnd raportul dntre numărul de mol a acelu component ş numărul total de mol, rezultat prn însumarea tuturor celor n componenţ ce formează amestecul de reacţe ( + 2 +. n ) 2... n mol component mol amestec (8) fracţa molară procentuală mol component 00 [% masce] 00 mol amestec (9)
raportul molar al componentulu Este raportul între numărul de mol de component ş numărul de mol a altu component. X... X 0, 0, n n mol component mol component mol component mol component n (0)
fracţa volumcă a componentulu Fracţa volumcă a comonentulu într-un amestec de n componenţ este eprmată relaţa (): y V V 2 V... V n 3 m component 3 m amestec () fracţa volumcă procentuală a componentulu y 00 [% vol ] m 3 component 3 m amestec 00 (2) V volumul componentulu [m 3 ] V, V 2, V n volumul componenţlor ce alcătuesc amestecul [m 3 ]
raportul volumc al componentulu... Y Y 0, 0, n V V V Vn (3) V, V 2, V n volumul componenţlor ce alcătuesc amestecul [m 3 ]
.c. Formule de converse A. Trecerea de la concentraţle masce la cele volumce se realzează ţnând seama de relaţa (4): = ρ V (4) B. Transformarea fracţlor de masă în fracţ molare (ec. 5): 0 2 02 0...... 0 n 0n (5) în care:
- fracţa molară a componentulu, 2,...... n - fracţle masce ale componenţlor dn amestec 0 0 2,... 0... 0n, - masele molare ale componenţlor C. Transformarea fracţlor molare în fracţ de masă (ec. 6): 0 2 0 2 0...... 0 n 0n (6)
2. În evoluţa compozţe mase de reacţe 2.. Gradul de avansare al reacţe chmce Se consderă masa de reacţe în care se desfăşoară o sngură reacţe chmcă, a căre ecuaţe este de forma (7): A 2 A2... A... s As 0 (7) A - smbolul generc al spece chmce ( =, 2..s) ν coefcentul stoechometrc al spece A poztv pentru specle produs care se formează în reacţe negatv pentru specle reactant care se consumă în reacţe nul (=0) pentru specle nerte
Se notează: (0) =,0 numărul de mol dn speca de refernţă A aflaţ în masa de reacţe în momentul nţal, τ = 0 (τ) numărul de mol dn speca A aflaţ în masa de reacţe în momentul oarecare τ = τ În ntervalul de tmp 0 - τ, numărul de mol dn speca A varază cu valoarea dferenţe: [ (τ) -,0 ]
Conform ecuaţe reacţe chmce (7), la varaţa cu mol a numărulu de mol dn speca A se va modfca numărul de mol dn altă spece,, cu valoarea raportulu De eemplu, pentru speca A 2 se poate scre: 2 2 2,0,0 (8) Se poate scre următoarea relaţe între varaţle numărulu de mol ale tuturor speclor chmce mplcate în reacţe:,0 2 2,0 0 2,0 s s,...... e (9) e(τ) este gradul de avansare al reacţe chmce. s
Propretăţ ale gradulu de avansare: - este o funcţe de tmp - este o varablă etensvă - are dmensunle unu număr de mol - este esenţal poztv ş este nul în momentul nţal - este asocat reacţe ş nu une spec care partcpă la reacţe - valoarea lmtă a gradulu de avansare este determnată de echlbrul chmc sau consumarea reactantulu lmtatv Dacă se notează: L - numărul de mol de reactant lmtatv ν L - coefcentul stoechometrc al reactantulu lmtatv în ecuaţa reacţe chmce
Gradul de avansare al reacţe chmce se poate eprma în forma (eq. 20): e L L L,0 (20) adcă: L L, 0 L e (2) În momentul în care reactantul lmtatv s-a epuzat, L (τ) = 0 ar gradul de avansare va înregstra valoarea mamă (eq. 22):
În momentul în care reactantul lmtatv s-a epuzat, L (τ) = 0 ar gradul de avansare va înregstra valoarea mamă (eq. 22): L, 0 Lema (22) e ma L,0 L Valoarea lu e (τ) la care se atnge echlbrul poate f sub valoarea e ma, concdenţa fnd realzată numa dacă reacţa este completă.