Άσκηση 6. NaHCO3 παράγεται με τη μέθοδο Solvay από αρχικό διάλυμα NaCl, CO2 και NH3 στους 30 οC. Να υπολογισθούν οι βέλτιστες αναλογίες των ανωτέρω πρώτων υλών δια την καταβύθιση της μέγιστης δυνατής ποσότητας του NaHCO3 καθώς και το ισοζύγιο μάζας κατά της διεργασίας αυτής. Λύση: Β (NH4HCO3/NaCl)opt=NB/NA Σύσταση μίγματος Ν (moles): ΝΗ4+/Νa+= 0,47/0,53 = 0,887 HCO3-/Cl-= 0,47/0,53 = 0,887 Ν NH4HCO3/NaCl = 0,887 NaCl : CO2 : NH3 = 1 : 0,887 : 0,887 0,47 A 0,47
Β Ν A Σύσταση μίγματος Ν (moles): NH4HCO3/NaCl = 0,887 NaCl : CO2 : NH3 = 1 : 0,887 : 0,887 Ν 0,47 Σύσταση μίγματος P1 (moles): ΝΗ4+/Νa+= 0,78/0,22 = 3.54 HCO3-/Cl-= 0,12/0,88 = 0,136 0,12 A 0,47 0,78 Έστω 100 moles NaCl αρχικά Μίγμα Ν (grions): 100 Na+, 100Cl-, 88,7 NH4+ και 88,7 HCO3- Μίγμα P1 (grions): παραμένουν το 100 Cl- παραμένουν HCO3- = 100x0,136 = 13,6 και απομακρύνθηκαν 88,7-13,6 = 75,1 Μίγμα P1 (grions): παραμένουν το 88,7 ΝΗ4+ παραμένουν Na+ = 88,7/3,54 = 25,1 και απομακρύνθηκαν 100-25,1 = 74,9 Ίζημα (moles): ~75,0 NaHCO3
Ισοζύγιο μάζας : Είσοδος - Έξοδος Na+: 100,0 grions 25,1 grions Η διαφορά στην απομάκρυνση και οφείλεται στην ακρίβεια της μέτρησης και υπολογισμού των συστάσεων στο διάγραμμα φάσεων Ισοζύγιο μάζας : Είσοδος - Έξοδος Na+: 100,0 grions 25,1 grions Cl-: 100,0 grions 100,0 grions NH4+: 88,7 grions 88,7 grions HCO3-: 88,7 grions 13,6 grions στερεό NaHCO3: - ~75,0 moles Διάλυμα