Ισοζύγιο Μάζας Ισοζύγιο Μάζας είναι ο ισολογισμός των ποσοτήτων μάζας που υφίστανται αλλαγές ή διέρχονται μέσα από ένα σύστημα Εξερχόμενα Ρεύματα Eισερχόμενα.

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
Χημεία Διαλυμάτων.
Advertisements

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ
Χημική Ισορροπία.
2.7 Χημική αντίδραση.
Θερμοχημεία.
«Αναλυτική Χημεία – Ενόργανη Ανάλυση» Ισορροπίες Οξέων - Βάσεων
2.3 Περιεκτικότητα διαλύματος – Εκφράσεις περιεκτικότητας
ΧΗΜΕΙΑ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ.
Θερμιδομετρία Είναι η μέτρηση του ποσού θερμότητας που εκλύεται η απορροφάται σε μια χημική μεταβολή. Heat Capacity: the amount of heat required to raise.
Χημεία Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου 2ο Κεφάλαιο - Θερμοχημεία
ΑΓΩΓΙΜΟΜΕΤΡΙΑ ΠροσδιορισμΟς της σταθερΑς ταχΥτητας της σαπωνοποΙησης οξικοΥ αιθυλεστΕρα.
ΠΕΤΡΟΓΕΝΕΣΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ
Σταθερά χηµικής ισορροπίας Kc:
ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ
ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΕ ΑΠΛΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ
ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ
Ταχύτητα αντίδρασης Ως ταχύτητα αντίδρασης ορίζεται η μεταβολή της συγκέντρωσης ενός από τα αντιδρώντα ή τα προϊόντα στη μονάδα του χρόνου: ΔC C2.
Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης
Χημικούς Υπολογισμούς
ΣΤΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ
Εργαστήριο Φυσικής Χημείας | Τμήμα Φαρμακευτικής Δημήτριος Τσιπλακίδης
Χημεία Α΄Λυκείου 4ο κεφάλαιο Στοιχειομετρική αναλογία
Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης
Κεφ.10 : ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ : ΧΗΜΕΙΑ.
Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστημών ΕΚΦΕ Ερμούπολης, Ιανουάριος 2007 Διεύθυνση Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Κυκλάδων ΧΗΜΕΙΑ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ.
ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ.
Περιεχόμενα : Χημική ταυτότητα στοιχείου Χημικές αντιδράσεις Ταχύτητα αντίδρασης Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αντίδρασης Γενική εξίσωση ισοζυγίου.
ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ
Ιονική ισχύς Η ιονική ισχύς, Ι, ενός διαλύματος δίνεται σαν το ημιάθροισμα του γινομένου της συγκέντρωσης καθενός συστατικού του διαλύματος πολλαπλασιασμένης.
Χημικές Εξισώσεις Αντιδρώντα: Zn + I2 Προιόντα: Zn I2
5. ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ Περιεχόμενα: Είδη αντιδραστήρων
Ποιο είδος διαμοριακών δυνάμεων έχουμε: α. Σε υδατικό διάλυμα CaCl 2 β. Σε αέριο μίγμα ΗCl και ΗΒr γ. Σε αέριο μίγμα CO 2 και HCl Λύση: α. Στο υδατικό.
Καύση αιθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα τροφοδοτείται μίγμα αιθανίου (C2H6) και οξυγόνου (Ο2) με γραμμομοριακή παροχή 10 kmol/h και αναλογία 80% v/v αιθάνιο.
Καύση Μεθανίου.
Οργανική Χημεία Υδρογονάνθρακες
Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH4(g)) με γραμμομοριακή παροχή 10 kmol/h. Να υπολογιστεί η σύσταση των καυσαερίων και η παροχή.
6ο ΓΕΛ ΖΩΓΡΑΦΟΥ Βυζιργιαννακης Μανωλης (ΠΕ-04)
ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ
2.6.1 Ηλεκτρολυτική διάσπαση του νερού
ΒΟΗΘΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΙΕΚ Μυτιλήνης
Νόμος (ή αρχή) Lavoisier - Laplace
Παραγωγή CH 3 I από CΗ 3 ΟΗ με ανακύκλωση ΗI CH 3 I παρασκευάζεται με κατεργασία 2000 kg/d υδροιωδικού οξέος (HI) με περίσσεια μεθανόλης (CH 3 OH) σύμφωνα.
Ισοζύγια Υλικών Τι είναι Ισοζύγιο Μάζας Αρχή Ισοζυγίων Μάζας
Χημεία Α΄Λυκείου 4ο κεφάλαιο Περιεκτικότητες διαλυμάτων Αραίωση
3. ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ
2. ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ
Παραγωγή Σιδήρου Η αντίδραση που συμβαίνει σε μία υψικάμινο μπορεί να θεωρηθεί απλά ότι είναι η ακόλουθη Fe 2 O C = 2 Fe + 3 CO Συγχρόνως όμως συμβαίνουν.
ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης
Καύση Μεθανίου. Μίγμα μορίων οξυγόνου και μεθανίου Μόριο Οξυγόνου Μόριο Μεθανίου Ανοιχτός λύχνος Bunsen.
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ - ΑΣΚΗΣΗ 8 - ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΣΕ ΧΗΜΙΚΟ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΠΛΗΡΟΥΣ ΑΝΑΔΕΥΣΗΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΕΡΓΟΥ CSTR ΠΙΛΟΤΙΚΗΣ.
ΧΗΜΕΙΑ Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥΚΕΦ.2:2.1 (α) ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΕ ΧΗΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ, ΕΝΘΑΛΠΙΑ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ Ποιες από τις παρακάτω μεταβολές είναι εξώθερμες;
Η μονάδα ατομικής μάζας (Μ.Α.Μ. ή a.m.u. atomic mass unit) είναι η μονάδα μέτρησης της μάζας των ατόμων και ισούται με το 1/12 της μάζας του πυρήνα του.
ΘΕΩΡΙΑ Καταστατική εξίσωση των τέλειων αερίων Καταστατική εξίσωση των τέλειων αερίων P V = n R T.
Α. ΣΥΝΘΕΣΗΣ Α+Β → ΑΒ  π.χ. Η 2 + Cl 2 → 2HCl Στο Η ο αριθμός οξείδωσης αυξάνεται (από 0 γίνεται +1) και οξειδώνεται Στο Cl ο αριθμός οξείδωσης ελαττώνεται.
ΙΣΟΖΥΓΙΑ. ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΜΑΖΑΣ Εφαρμογή του νόμου διατήρησης της μάζας ( η μάζα δεν δημιουργείτε από το μηδέν ούτε εξαφανίζεται )
Επιμέλεια διαφάνειας Mehmet Kanoglu

ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΟΡΙΣΜΟΣ
Δρ Γεώργιος Σκόδρας Επίκουρος Καθηγητής
ΚΕΦ.2.3: ΙΟΝΤΙΣΜΟΣ ΝΕΡΟΥ, pH (α)
Κωνσταντίνος Ποτόλιας
Θερμοχημεία.
Χημική αντίδραση Δ
ΧΗΜΕΙΑ Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ (Κ)ΚΕΦ.3: 3.3 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Σε 500 mL διαλύματος HCl 1M θερμοκρασίας 25.
Άσκηση 8. Η παρασκευή φωσφορικού καταβύθισης λαμβάνει χώρα σε δυο στάδια. Στο πρώτο στάδιο διάλυμα φωσφορικού οξέος 48% κ.β. σε Ρ2Ο5, εξουδετερώνεται με.
καύση Με τον όρο καύση χαρακτηρίζεται (πλέον) οποιαδήποτε χημική αντίδραση συνοδεύεται από έκλυση θερμότητας ίσως και φωτός, που συνδυάζονται (συχνά)
ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ. Μονόδρομη αντίδραση: 1.Είναι η αντίδραση που γίνεται προς μια μόνο κατεύθυνση. 2.Μετά το τέλος ένα τουλάχιστον από τα αντιδρώντα σώματα.
Μεταγράφημα παρουσίασης:

Ισοζύγιο Μάζας Ισοζύγιο Μάζας είναι ο ισολογισμός των ποσοτήτων μάζας που υφίστανται αλλαγές ή διέρχονται μέσα από ένα σύστημα Εξερχόμενα Ρεύματα Eισερχόμενα Ρεύματα Προσεκτική επιλογή των ορίων του συστήματος Ορια του συστήματος

Γενικό Ισοζύγιο Μάζας Εξερχόμενα Ρεύματα Eισερχόμενα Ρεύματα Ορια του συστήματος Ρυθμός Εισόδου Μάζας Εντός των ορίων του Συστήματος Ρυθμός Εξόδου Μάζας από τα όρια του Συστήματος Ρυθμός Παραγωγής Μάζας Εντός του Συστήματος Ρυθμός Κατανάλωσης Μάζας Εντός του Συστήματος - + =

Εφαρμογή Ισοζυγίου Μάζας Εξερχόμενα Ρεύματα Eισερχόμενα Ρεύματα Ορια του συστήματος 1.Ολική Μάζα 2.Ολικά Γραμμομόρια 3.Μάζα Στοιχείων 4.Γραμμομόρια Στοιχείων 5.Μάζα Χημικών Ενώσεων 6.Γραμμομόρια Χημικών Ενώσεων

Tυπική Παραγωγική Διαδικασία

Απλοποιημένο διάγραμμα ροής F1F1 F2F2 F3F3

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής.

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής. S : Ρεύμα (Stream) S 1 : Ρεύμα 1 (Αρίθμηση Ρευμάτων) R : Χημική Αντίδραση (Reaction) R 1 : Χημική Αντίδραση 1

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής. Q 1 : Ογκομετρική Παροχή Ρεύμα 1 Μ 1 : Μαζική παροχή Ρεύμα 1 F 1 : Γραμμομοριακή Παροχή Ρεύμα 1 q 1CH4 : Ογκομετρική Μεθανίου Παροχή Ρεύμα 1 m 1CH4 : Μαζική παροχή Μεθανίου Ρεύμα 1 f 1CH4 : Γραμμομοριακή Παροχή Μεθανίου Ρεύμα 1

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής. Q 2 : Ογκομετρική Παροχή Ρεύμα 2 Μ 2 : Μαζική παροχή Ρεύμα 2 F 2 : Γραμμομοριακή Παροχή Ρεύμα 2 q 1CH4 : Ογκομετρική O 2, N 2 Παροχή Ρεύμα 2 m 1CH4 : Μαζική παροχή O 2, N 2 Ρεύμα 2 f 1CH4 : Γραμμομοριακή Παροχή O 2, N 2 Ρεύμα 2

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής. f 3CH4 : Γραμμομοριακή Παροχή CH 4, Ρεύμα 3 f 3O2 : Γραμμομοριακή Παροχή O 2, Ρεύμα 3 f 3N2 : Γραμμομοριακή Παροχή N 2 Ρεύμα 3

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής.

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής.

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής. x 1CH4 : Γραμμομοριακή Σύσταση CH 4, Ρεύμα 1 w 1CH4 : Κατά Βάρος Σύσταση CH 4, Ρεύμα 1

Καύση μεθανίου με αέρα Σ' έναν καυστήρα καίγεται μεθάνιο (CH 4 (g)) με ογκομετρική παροχή 10 m 3 /h. Να σχεδιαστεί το διάγραμμα ροής.

Πλήρης καύση μεθανίου με περίσσεια αέρα

Πληροφορίες που πρέπει να απεικονίζονται σ’ ένα ρεύμα Θεμελιώδεις πληροφορίεςΜονάδες Είδος ρεύματος Είδος συστατικών Κλάσματα μάζας για κάθε συστατικό Kατ’ όγκο περιεκτικότητα Γραμμομοριακά κλάσματα για κάθε συστατικό Συγκέντρωση συστατικού Μαζική ροή Ογκομετρική ροή Γραμμομοριακή ροή Μαζική ροή κάθε συστατικού Ογκομετρική ροή κάθε συστατικού Γραμμομοριακή ροή κάθε συστατικού Θερμοκρασία Πίεση Στερεό (S), Υγρό (L), Αέριο (G) Χημικός τύπος % w/w % w/v % f/f mol/L kg/h m 3 /h mol/h kg/h m 3 /h mol/h K, C bar, atm

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας Ισοζύγιο σε moles μπορεί να γίνει μόνο σε συστήματα στα οποία δεν συμβαίνει χημική αντίδραση

Εφαρμογή Ισοζυγίου Μάζας Ολικό ισοζύγιο μάζας:Μ 1 + Μ 2 = Μ 3 Q 1 ρ 1 + Q 2 ρ 2 = Q 3 ρ 3

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Παράδειγμα Αραίωση φωσφορικού οξέος με νερό, ολικό ισοζύγιο μάζας σε kg/h 1.4 kg/h διαλύματος φωσφορικού οξέος (H 3 PO 4 ) αραιώνονται με 2.3 kg/h νερού. Πόση είναι η μαζική παροχή του διαλύματος που προκύπτει; Δεδομένα: Μ 1 = 1.4 kg-π. διαλ. H 3 PO 4 /h Μ 2 = 2.3 kg-Η 2 Ο/h Ζητούνται:Μ 3 = ?kg-αρ. διαλ. Η 3 PO 4 /h

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Αραίωση φωσφορικού οξέος με νερό Σταδιο 1: Κατασκευή διαγράμματος Ροής Στάδιο 2:Αρίθμηση ρευμάτων Στάδιο 3:Σημείωση όλων των διαθέσιμων στοιχείων στο διάγραμμα

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Αραίωση φωσφορικού οξέος με νερό Στάδιο 4: Εξισώσεις ισοζυγίων μάζας Στάδιο 5:Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών Ολικό ισοζύγιο μάζας:Μ 1 + Μ 2 = Μ 3

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Παράδειγμα Αραίωση θειικού οξέος με νερό, ολικό ισοζύγιο μάζας σε kmol/h 0.4 kmol/h καθαρού θειικού οξέος (H 2 SO 4 ) αραιώνονται με 5.2 kmol/h νερού. Πόση είναι η μαζική και η γραμμομοριακή παροχή του διαλύματος που προκύπτει ; Δεδομένα: F 1 = 0.4 kmol- Η 2 SO 4 /h F 2 = 5.2 kmol-Η 2 Ο/h MB H2SO4 = kg/kmol MB H2O = kg/kmol Ζητούνται:Μ 3 = ?kg. διαλ. Η 2 SO 4 /h F 3 = ?kmol. διαλ. Η 2 SO4/h

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Αραίωση φωσφορικού οξέος με νερό Σταδιο 1: Κατασκευή διαγράμματος Ροής Στάδιο 2:Αρίθμηση ρευμάτων Στάδιο 3:Σημείωση όλων των διαθέσιμων στοιχείων στο διάγραμμα

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Αραίωση φωσφορικού οξέος με νερό Στάδιο 4: Εξισώσεις ισοζυγίων μάζας Στάδιο 5:Άλλες εξισώσεις (ρεύματα διεργασίας) Στάδιο 6:Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών Προσοχή!!!!! αφού στο σύστημα δεν συμβαίνει χημική αντίδραση το ολικό ισοζύγιο μάζας μπορεί να γίνει και σε kmoles και σε kg Ολικό ισοζύγιο μάζας kmol:F 1 + F 2 = F 3 Ολικό ισοζύγιο μάζας kg :Μ 1 + Μ 2 = Μ 3

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Αραίωση φωσφορικού οξέος με νερό Στάδιο 4: Εξισώσεις ισοζυγίων μάζας Στάδιο 5:Άλλες εξισώσεις (ρεύματα διεργασίας) Στάδιο 6:Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών

Ολικό Ισοζύγιο Μάζας: Άσκηση για εξάσκηση Ανάμιξη Η2 και CO, ολικό ισοζύγιο μάζας 50 m3/h αέριου υδρογόνου αναμιγνύονται σε κανονικές συνθήκες με 30 m3/h αέριου μονοξειδίου του άνθρακα. Πόση είναι η παροχή του αερίου διαλύματος που προκύπτει σε kg/h, kmol/h και m3/h ; Ποιο είναι το μέσο μοριακό βάρος του ρεύματος που προκύπτει από την ανάμιξη των δύο αερίων; Ποια είναι η μαζική και ποια η γραμμομοριακή παροχή, καθώς το μέσο μοριακό βάρος, αν η παροχή του μονοξειδίου του άνθρακα μεταβληθεί από 0 m3 CO/h σε 150 m3 CO/h; Να γίνει η γραφική παράσταση της μεταβολής του μέσου μοριακού βάρους συναρτήσει της ογκομετρικής παροχής του CO.

Ισοζύγιο Μάζας Xημικού Στοιχείου Ισοζύγιο χημικού στοιχείου σε μη σταθερή κατάσταση

Ισοζύγιο Μάζας Xημικού Στοιχείου Ισοζύγιο μάζας χημικού στοιχείου μπορεί να γίνει σε όλα τα συστήματα σε moles ή σε kg ανεξάρτητα αν στο σύστημα συμβαίνει χημική αντίδραση Ισοζύγιο χημικού στοιχείου σε σταθερή κατάσταση Xρησιμοποιείται και για τον έλεγχο της ορθότητας των υπολογισμών

Ισοζύγιο Μάζας Χημικού Στοιχείου: Παράδειγμα Ηλεκτρόλυση νερού ισοζύγιο μάζας σε mol/h και g/h Ένας σπουδαστής ισχυρίζεται ότι σχεδίασε μια συσκευή ηλεκτρόλυσης νερού η οποία μπορεί να κατεργάζεται 90 g-H2O/h και να παράγει 120 L/h H2 και 56 L/h O2 σε κανονικές συνθήκες. Ελέγξτε την ορθότητα των ισχυρισμών του διενεργώντας το ισοζύγιο του υδρογόνου και του οξυγόνου στα ρεύματα εισόδου και εξόδου.

Σταδιο 1: Κατασκευή διαγράμματος Ροής Στάδιο 2:Αρίθμηση ρευμάτων Στάδιο 3:Σημείωση όλων των διαθέσιμων στοιχείων στο διάγραμμα Ισοζύγιο Μάζας Χημικού Στοιχείου: Ηλεκτρόλυση νερού

Στάδιο 4: Εξισώσεις ισοζυγίων μάζας Στάδιο 5:Άλλες εξισώσεις (ρεύματα διεργασίας) Στάδιο 6:Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών Προσοχή!!!!! αφού στο το ολικό ισοζύγιο μάζας των χημικών στοιχείων μπορεί να γίνει και σε kmoles και σε kg Ισοζύγιο Μάζας Χημικού Στοιχείου: Ηλεκτρόλυση νερού

Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης Ισοζύγιο μάζας χημικής ένωσης σε μη σταθερή κατάσταση

Ισοζύγιο μάζας χημικής ένωσης μπορεί να γίνει σε όλα τα συστήματα σε moles ή σε kg ανεξάρτητα αν στο σύστημα συμβαίνει χημική αντίδραση Ισοζύγιο μάζας χημικής ένωσης σε σταθερή κατάσταση Αρκεί να ληφθούν υπόψη οι παράγοντες Ρυθμός παραγωγής generation (gen) Ρυθμός κατανάλωσης consumption (cons) Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης

Ισοζύγιο μάζας χημικής ένωσης σε σταθερή κατάσταση gen: Ρυθμός παραγωγής cons: Ρυθμός κατανάλωσης Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης Tο ισοζύγιο μάζας σε σταθερή κατάσταση για ένα συστατικό Α όταν η μάζα είναι εκφρασμένη σε kg/h είναι: m inA + m genA = m outA + m consA αντίστοιχα όταν η μάζα είναι εκφρασμένη σε kmol/h: f inA + f genA = f outA + f consA

Καύση μεθανίου και συστατικά που προκύπτουν από αυτήν gen: Ρυθμός παραγωγής cons: Ρυθμός κατανάλωσης Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης CH 4 : καταναλώνεται f consCH4 O 2 : καταναλώνεται f consO2 CO 2 : παράγεται f genCO2 H 2 O: παράγεται f genH2O N 2 : ούτε παράγεται ούτε καταναλώνεται

Καύση μεθανίου και συστατικά που προκύπτουν από αυτήν Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης CH 4 : καταναλώνεται f consCH4 O 2 : καταναλώνεται f consO2 CO 2 : παράγεται f genCO2 H 2 O: παράγεται f genH2O N 2 : ούτε παράγεται ούτε καταναλώνεται

Εξισώσεις ισοζυγίου μάζας συστατικών κατά την καύση μεθανίου Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης CH 4 : καταναλώνεται f consCH4 O 2 : καταναλώνεται f consO2 CO 2 : παράγεται f genCO2 H 2 O: παράγεται f genH2O N 2 : ούτε παράγεται ούτε καταναλώνεται Προσοχή όμως !!!!!!!

Εξισώσεις ισοζυγίου μάζας συστατικών κατά την καύση μεθανίου Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης Τελικό Σύστημα !!!!!

Εξισώσεις χημικής αντίδρασης καύσης μεθανίου Ισοζύγιο Μάζας Xημικής Ένωσης Τελικό Σύστημα !!!!! CH 4 (g) + 2 O 2 (g) = CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) Αντιδρώντα προϊόντα f consCH4 /1 = f consO2 /2 = f genCO2 /1 = f genH2O /2 Iσοζύγιο μάζαςΧημική αντίδραση

Εξισώσεις που προκύπτουν από μια χημική αντίδραση Xημική Aντίδραση R i : aA + bB = cC + dD Αντιδρώντα προϊόντα f consRiA /a = f consRiB /b = f genRiC /c = f genRiD /d Προσοχή !!!!! f consRiA, f consRiB, f genRiC, f genRiD γραμμομοριακές παροχές kmol/h

Εξισώσεις που προκύπτουν από μια χημική αντίδραση Xημική Aντίδραση R i : aA + bB = cC + dD Αντιδρώντα προϊόντα m consRiA /a MB A = m consRiB /b MB B = m genRiC /c MB C = m genRiD /d MB D Προσοχή !!!!! m consRiA, m consRiB, m genRiC, m genRiD μαζικές παροχές kg/h Ποια σχέση συνδέει τις μαζικές παροχές;;

Εξισώσεις που προκύπτουν από πολλές χημικές αντιδράσεις Xημική Aντίδραση R 1 : a 1 A + b 1 B 1 = c 1 C 1 + d 1 D 1 R 2 : a 2 A 2 + b 2 B 2 = c 2 C 2 + d 2 D R 3 : a 3 A + b 3 B 3 = c 3 C 3 + d 3 D R 1 : f consR1A /a 1 = f consR1B1 /b 1 = f genR1C1 /c 1 = f genR1D1 /d 1 R 2 : f consR2A2 /a 2 = f consR2B2 /b 2 = f genR2C2 /c 2 = f genR2D /d 2 R 3 : f consR3A /a 3 = f consR3B3 /b 3 = f genR3C3 /c 3 = f genR3 D/d 3 Προσοχή !!!!! f consRiA, f consRiB, f genRiC, f genRiD γραμμομοριακές παροχές kmol/h

Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Παράδειγμα Ανάμιξη θειικού οξέος ισοζύγιο μάζας χωρίς χημική αντίδραση σε kg/h 50 kg/h πυκνού διαλύματος θειικού οξέος (H 2 SO 4 ) περιεκτικότητας 35% w/w, αραιώνονται με 15 kg/h νερού. Πόση ποσότητα θειικού οξέος και νερού περιέχει το αραιό διάλυμα που προκύπτει; Πόση είναι η μαζική παροχή του αραιού διαλύματος και ποια η κατά βάρος περιεκτικότητα του;.

Σταδιο 1: Κατασκευή διαγράμματος Ροής Στάδιο 2:Αρίθμηση ρευμάτων Στάδιο 3:Σημείωση όλων των διαθέσιμων στοιχείων στο διάγραμμα Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Αραίωση θειικού οξέος

Στάδιο 4: Εξισώσεις ισοζυγίων μάζας Στάδιο 5:Άλλες εξισώσεις (ρεύματα διεργασίας) Στάδιο 6:Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών Προσοχή!!!!! αφού στο το ολικό ισοζύγιο μάζας των μπορεί να γίνει και σε kmoles και σε kg. Στο συγκεκριμένο πρόβλημα διευκολύνει να γίνει σε Kg Iσοζύγιο μάζας συστατικών σε kg/h: Προσοχή !!!!! Στις μηδενικές μεταβλητές Επομένως οι εξισώσεις απλοποιούνται στις: Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Αραίωση θειικού οξέος

Στάδιο 5:Άλλες εξισώσεις (ρεύματα διεργασίας) Στάδιο 6:Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών Iσοζύγιο μάζας συστατικών σε kg/h: Στο παραπάνω σύστημα γνωρίζω μόνο τη μεταβλητή m 3H2O, επομένως δεν μπορώ να υπολογίσω τις άλλες μεταβλητές Άρα χρειάζομαι και άλλες εξισώσεις >>>>> Στάδιο 5 Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Αραίωση θειικού οξέος M 1 x x w1H2SO4 1 – x wH2SO4 M 1 x x w1H2O m 3H2SO4 + m 3H2O M 3 / m 3H2SO4 M 3 / m 3H2O m 1H2SO4 = x w1H2O = m 1H2O = M 3 = x w3H2SO4 = x w3H2O =

Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Αραίωση θειικού οξέος Στάδιο 6: Αντικατάσταση μεταβλητών και εκτέλεση υπολογισμών

Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Παράδειγμα Πύρωση ασβεστόλιθου ισοζύγιο μάζας με χημική αντίδραση σε kmol/h 250 kg/h ασβεστόλιθου, περιεκτικότητας 100% σε ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 (s)), διασπώνται με πύρωση σε οξείδιο του ασβεστίου (CaO(s)) και διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 (g)). Υπολογίστε τις ποσότητες των υλικών που παράγονται αν η διάσπαση του ασβεστόλιθου δεν είναι πλήρης και το 5% ασβεστόλιθου παραμένει αδιάσπαστο.

Σταδιο 1: Κατασκευή διαγράμματος Ροής Στάδιο 2:Αρίθμηση ρευμάτων Στάδιο 3:Σημείωση όλων των διαθέσιμων στοιχείων στο διάγραμμα Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Πύρωση ασβεστόλιθου

Στάδιο 4: Εξισώσεις ισοζυγίων μάζας Προσοχή!!!!! αφού στο σύστημα συμβαίνει χημική αντίδραση το ισοζύγιο μάζας των συστατικών συμφέρει να γίνει σε kmoles/h Iσοζύγιο μάζας συστατικών σε kmol/h: Προσοχή !!!!! Στις μηδενικές μεταβλητές Επομένως οι εξισώσεις απλοποιούνται στις: Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Πύρωση ασβεστόλιθου Τα συστατικά που εμπλέκονται στο πρόβλημα είναι τρία το CaCO3(s), CaO(s) και το CO2(g).

Στάδιο 5: Άλλες εξισώσεις (ρεύματα διεργασίας) Iσοζύγιο μάζας συστατικών σε kg/h: Στο παραπάνω σύστημα δεν γνωρίζω καμμία μεταβλητή επομένως χρειάζομαι και άλλες εξισώσεις >>>>> Στάδιο 5 m 1CaCO3 x MB CaCO3 f 2CO2 x MB CO2 f 3CaO x MB CaO f 3CaCO3 x MB CaCO3 m 3CaCO3 + m 3CaO m 3CaCO3 / M 3 m 3CaO / M 3 f 1CaCO3 = m 2CO2 = m 3CaO = m 3CaCO3 = M 3 = x 3CaCO3 = x 3CaO = O ασβεστόλιθος δεν αντιδρά πλήρως, άρα Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Πύρωση ασβεστόλιθου

Στάδιο 5: Eξισώσεις από την χημική αντίδραση Iσοζύγιο μάζας συστατικών σε kmol/h: f consCaCO3 = f genCaO f consCaCO3 = f genCO2 Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Πύρωση ασβεστόλιθου Eξισώσεις από τα ρεύματα της διεργασίας Eξισώσεις από τους περιορισμούς του προβλήματος

Iσοζύγιο μάζας συστατικών σε kmol /h: Εξισώσεις από τα ρεύματα της διεργασίας Εξισώσεις από τους περιορισμούς του προβλήματος Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Πύρωση ασβεστόλιθου Eξισώσεις από την χημική αντίδραση

Ισοζύγιο Μάζας Χημικής Ένωσης: Πύρωση ασβεστόλιθου

Μεθοδολογία Επίλυσης Προβλημάτων Πλήρης κατανόηση του προβλήματος και των ζητούμενων από αυτό Σύντομη καταγραφή των δεδομένων και των ζητούμενων ποσοτήτων Συνοπτικό διάγραμμα ροής του προβλήματος που περιλαμβάνει την διεργασία και στο οποίο σημειώνονται τα εισερχόμενα και εξερχόμενα ρεύματα, οι γνώστες και οι ζητούμενες ποσότητες των ρευμάτων Επιλογή μονάδας μάζας (mol ή kg) των υπολογισμών Διατύπωση των πλήρων εξισώσεων ισοζυγίων των συστατικών, εντοπισμός των μηδενικών μεταβλητών και τελική διατύπωση του απλοποιημένου συστήματος των εξισώσεων Διατύπωση των εξισώσεων που προκύπτουν από τη στοιχειομετρία των χημικών αντιδράσεων Διατύπωση των εξισώσεων που προκύπτουν από τους περιορισμούς του προβλήματος Διατύπωση των εξισώσεων που προκύπτουν από τις σχέσεις των συστατικών των ρευμάτων τις κατεργασίας ανάλογα με τις ανάγκες του προβλήματος Διαμόρφωση του τελικού συστήματος των εξισώσεων, απόδοση τιμών στις γνωστές μεταβλητές και επίλυση

Μεθοδολογία Επίλυσης Προβλημάτων