Exprimarea compozitiei masei de reactie

Exprimarea compozitiei masei de reactie

Consideratii teoretice

Se cunosc numeroase modalitati de exprimare a compozitiei sistemelor chimice sub forma de concentratii (molare, normale, molale etc.), fractii (molare, de masa) sau rapoarte. Cateva dintre cele mai utilizate forme de exprimare a concentratiei sunt prezentate in tabelul 1.

Tabelul 1. Forme de exprimare a concentratiei pentru un sistem format din doi componenti A si B

Trecerea de la o forma de exprimare a concentratiei la alta este adesea necesara pentru rezolvarea problemelor sau pentru efectuarea bilanturilor de materiale in etapa de proiectare. In tabelul 2 sunt prezentate relatiile care permit trecerea de la un mod de exprimare a concentratiei la altul pentru un amestec de doi componenti A si B (M_A, M_B reprezinta masele moleculare ale componentului A, respectiv B).

Tabel 2 Relatii de transformare intre diversele tipuri de concentratii

Fie o reactie chimica a carei ecuatie stoechiometrica este:

υ₁·A₁ + υ₂·A₂ υ'₁·A'₁

si careia ii corespunde ecuatia caracteristica:

[A₁ + I₁]_lq + [A₂ + I₂]_lq [A'₁ + A₁+ A₂ + I₁+ I₂]_lq

in care A₁, A₂ reprezinta reactantii, A₁^' produsul de reactie, I₁, I₂ materialele inerte, iar υ₁, υ₂, respectiv υ'₁ reprezinta coeficientii stoechiometrici ai reactantilor, respectiv produsului de reactie.

Ecuatia caracteristica pune in evidenta prezenta materialelor inerte care nu participa la direct la reactie, nu se regasesc in ecuatia stoechiometrica, dar apar in bilantul de materiale.

Pe baza ecuatiei stoechiometrice se defineste gradul de transformare al    

Folosind relatia de definitie a gradului de transformare se poate exprima numarul de moli ai fiecarui component participant la reactie:

Pentru numarul de moli de inert I₁ si I₂ sunt valabile relatiile:

Numarul de moli total din masa de reactie finala n_T se poate calcula cu relatia:

Daca se tine seama ca:

pentru numarul total de moli se poate scrie expresia:

Compozitia fiecarui component din masa de reactie finala se poate exprima in functie de concentratiile initiale (usor de masurat) si de gradul de transformare al unui component. Pentru exprimarea compozitiei se pot folosi diverse moduri de exprimare a concentratiei, cele mai frecvente fiind fractiile molare (tabelul 3) si fractiile de masa (tabelul 4).

Tabelul 3 Compozitia masei de reactie in fractii molare

Pe baza ecuatiilor algebrice de bilant de masa in unitati molare se pot scrie ecuatiile de bilant in unitati de masa:

Pentru numarul de moli de inert I₁ si I₂ sunt valabile relatiile:

Tabelul 4 Compozitia masei de reactie in de masa

Aplicatii