Сума стехіометричних коефіцієнтів рівняння реакції. Стехіометрія – це основа для хімічних розрахунків. Стехіометричні рівняння. Стехіометричні речовини. Стехіометрія – це теоретична основа хімічних виробництв

Складання рівняння окислювально-відновної реакції (ОВР) необхідно визначити відновник, окислювач і число електронів, що віддаються і приймаються. Стехіометричні коефіцієнти ОВР підбирають, використовуючи метод електронного балансу, або метод електронно-іонного балансу (останній називають також методом напівреакцій). Розглянемо кілька прикладів. Як приклад складання рівнянь ОВР та підбору стехіометричних коефіцієнтів проаналізуємо процес окиснення дисульфіду заліза (II) (піриту) концентрованою азотною кислотою: Насамперед визначимо можливі продукти реакції. Азотна кислота - сильний окисник, тому сульфід-іон може бути окислений або до максимального ступеня окиснення S (H2S04), або до S (SO2), a Fe - до Fe, при цьому HN03 може відновлюватися до N0 або N02 (набір конкретних продуктів визначається концентраціями реагентів, температурою тощо). Виберемо наступний можливий варіант: У лівій чи правій частині рівняння буде знаходитись Н20, ми поки що не знаємо. Відомо два основних методи підбору коефіцієнтів. Застосуємо спочатку метод електронно-іонного балансу. Суть цього у двох дуже простих і дуже важливих твердженнях. По-перше, у цьому методі розглядають перехід електронів від одних частинок до інших з обов'язковим урахуванням характеру середовища (кисле, лужне або нейтральне). По-друге, при складанні рівняння електронно-іонного балансу записуються лише ті частки, які реально існують у ході протікання даної ОВР - у вигляді іонів записуються тільки реально існуючі катіони або анони; речовини малодіосоціірующі, нерозчинні або виділяються у вигляді газу пишуть в молекулярній формі. При складанні рівняння процесів окислення та відновлення для зрівнювання числа атомів водню та кисню вводять (залежно від середовища) або молекули води та іони водню (якщо середовище кисле), або молекули води та гідро-ксид-іони (якщо середовище лужне). Розглянемо для нашого випадку напівреакцію окиснення. Молекули FeS2 (погано розчинної речовини) перетворюються на іони Fe3+ (нітрат заліза (П1) повністю дисоціює на іони) та сульфат-іони S042" (дисоціація H2SO4): Розглянемо тепер напівреакцію відновлення нітрат-іону: Щоб зрівняти кисень, у праву частину додати молекули води, а в ліву - 4 іони Н+: Для зрівнювання заряду до лівої частини (заряд +3) додамо 3 електрони: Остаточно маємо: Скоротивши обидві частини на 16Н+ та 8Н20, отримаємо підсумкове, скорочене іонне рівняння окиснювально-відновлювальної реакції: Додавши в обидві частини рівняння відповідне число іонів NOJ нН+, знаходимо молекулярне рівняння реакції: Зверніть увагу, що для визначення кількості відданих та прийнятих електронів нам жодного разу не довелося визначати ступінь окислення елементів. Крім того, ми врахували вплив середовища та «автоматично» визначили, що Н20 знаходиться у правій частині рівняння. Безперечно те, що цей метод має великий хімічний сенс. Метод емпрооійго балансу. Суть методу знаходження стехи-ометряческнх коефіцієнтів у рівняннях ОВР в обов'язковому знаходженні ступенів окиснення атомів елементів, що беруть участь у ОВР. Використовуючи цей підхід, знову зрівняємо реакцію (11.1) (вище ми застосувала до цієї реакції метод напівреакцій). Процес відновлення описується просто: Складніше скласти схему окислення, оскільки окислюються відразу два елементи - Fe і S. Можна приписати залозу ступінь окислення +2, сірці - 1 і врахувати, що на один атом Fe доводиться два атоми S: Можна, однак, обійтися без визначення ступенів окислення та записати схему, що нагадує схему (11.2): Права частина має заряд +15, ліва - 0, тому FeS2 має віддати 15 електронів. Записуємо загальний баланс: З отриманим рівнянням балансу потрібно ще трохи «розібратися» - з нього видно, що 5 молекул HN03 йдуть на окислення FeS2 та ще 3 молекули HNO, необхідні для утворення Fe(N03)j: Щоб зрівняти водень та кисень, у праву частина потрібно додати 2 молекули Н20: Метод електронно-іонного балансу більш універсальний порівняно з методом електронного балансу і має незаперечну перевагу при доборі коефіцієнтів у багатьох ОВР, зокрема, за участю органічних сполук, у яких навіть сама процедура визначення ступенів окиснення є дуже складною . - Розглянемо, наприклад, процес окислення етилену, що відбувається при пропущенні через водний розчин перманганату калію. В результаті етилен окислюється до етиленгліколю АЛЕ - СН2 - СН2 - ВІН, а перманганат відновлюється до оксиду марганцю (TV), крім того, як буде очевидно з підсумкового рівняння балансу, справа утворюється також гідроксид калію: Після проведення необхідних скорочень подібних членів записуємо рівняння в остаточному молекулярному виді* Вплив середовища на характер протікання ОВР. Характер серед!" впливає на протікання тієї чи іншої ОВР; щоб «відчути» цей вплив, розглянемо поведінку одного й того окислювача (КМп04) в різних середовищах. , відновлюючись до Mn+4(Mn0j), і мінімальну - в силыгощеяочной, у якій восстагШаияаапся до (мвнганат-нОн Мп042"). Пояснюється це в такий спосіб. Кислоти оря дисоціації утворюють іони гящюкйопяж ffjO+, які сально поляризують4" іони МоОГ Послаблюють зв'язки марганцю про киснем (сприяючи тим самим посиленню дії відновника). >" іони МПО; поляризуються набагато менше. У сильно лужному середовищі гідр оксид-іони «скільки навіть зміцнюють зв'язок Мп - О, внаслідок чого ефективність дії відновника зменшується і МпО приймає тільки один електрон. Приклад поведінки перманганату калію в нейтральному середовищі представлений реакцією (11.4). Наведемо також за одним прикладом реакцій за участю КМпОА в кислому та лужному середовищах

Стехіометрія- кількісні співвідношення між речовинами, що вступають у реакцію.

Якщо реагенти вступають у хімічну взаємодію у певних кількостях, а в результаті реакції утворюються речовини, кількість яких можна розрахувати, то такі реакції називаються стехіометричними.

Закони стехіометрії:

Коефіцієнти у хімічних рівняннях перед формулами хімічних сполук називаються стехіометричними.

Усі розрахунки за хімічними рівняннями засновані на використанні стехіометричних коефіцієнтів і пов'язані зі знаходженням кількості речовини (чисел молей).

Кількість речовини в рівнянні реакції (число молей) = коефіцієнт перед відповідною молекулою.

N A=6,02×10 23 моль -1.

η - Відношення реальної маси продукту m pдо теоретично можливої mт, виражене у частках одиниці чи відсотках.

Якщо за умови вихід продуктів реакції не вказано, то розрахунках його приймають рівним 100% (кількісний вихід).

Схема розрахунку за рівняннями хімічних реакцій:

1. Скласти рівняння хімічної реакції.
2. Над хімічними формулами речовин написати відомі та невідомі величини з одиницями виміру.
3. Під хімічними формулами речовин із відомими та невідомими записати відповідні значення цих величин, знайдені за рівнянням реакцій.
4. Скласти та вирішити пропорцію.

приклад.Обчислити масу та кількість речовини оксиду магнію, що утворився при повному згорянні 24 г магнію.

При складанні рівнянь окисно-відновних реакцій необхідно дотримуватися двох наступних важливих правил:

Правило 1: У будь-якому іонному рівнянні повинно бути збережено заряди. Це означає, що сума всіх зарядів у лівій частині рівняння («ліворуч») повинна співпадати із сумою всіх зарядів у правій частині рівняння («праворуч»). Це правило відноситься до будь-яких іонних рівнянь як для повних реакцій, так і для напівреакцій.

Заряди ліворуч

Правило 2: Число електронів, що втрачаються в окислювальній напівреакції, повинно дорівнювати числу електронів, що купуються у відновлювальній напівреакції. Наприклад, у першому прикладі, наведеному на початку даного розділу (реакція між залізом і гідратованими іонами двовалентної міді), число електронів, що втрачаються в окислювальній напівреакції, дорівнює двом:

Отже, число електронів, що купуються у відновлювальній напівреакції, теж має бути рівним двом:

Для складання рівняння повної окиснювально-відновної рекції з рівнянь двох напівреакцій може використовуватися така процедура:

1. Рівняння кожної з двох напівреакцій балансуються окремо, причому для виконання зазначеного вище правила 1 до лівої або правої частини кожного рівняння додається відповідне число електронів.

2. Рівняння обох напівреакцій балансуються по відношенню один до одного, так щоб число електронів, що втрачаються в одній реакції, дорівнювало числу електронів, що купуються в іншій напівреакції, як цього вимагає правило 2.

3. Рівняння обох напівреакцій підсумовують для отримання повного рівняння окисно-відновної реакції. Наприклад, підсумовуючи рівняння двох наведених вище напівреакцій і видаляючи з лівої та правої частини отриманого рівняння

рівну кількість електронів, знаходимо

Збалансуємо рівняння наведених нижче напівреакцій і складемо рівняння окисно-відновної реакції окислення водного розчину будь-якої солі двовалентного заліза в сіль тривалентного заліза за допомогою кислого розчину калію.

Стадія 1. Збалансуємо спочатку окремо рівняння кожної з двох напівреакцій. Для рівняння (5) маємо

Щоб збалансувати обидві сторони цього рівняння, необхідно додати до його лівої частини п'ять електронів або відняти стільки ж електронів з правої частини. Після цього отримаємо

Це дозволяє записати наступне збалансоване рівняння:

Оскільки до лівої частини рівняння довелося додавати електрони, воно визначає відновлювальну напівреакцію.

Для рівняння (6) можна записати

Щоб збалансувати це рівняння, можна додати один електрон до його правої частини. Тоді

Який вивчає кількісні співвідношення між речовинами, що вступили в реакцію і утворилися в ході її (від грец. "стехіон" - "елементний склад", "мейтрен" - "вимірюю").

Стехіометрія є найважливішою для матеріальних та енергетичних розрахунків, без яких неможливо організувати жодне хімічне виробництво. Хімічна стехіометрія дозволяє розрахувати кількість сировини, необхідної для конкретного виробництва, з урахуванням потрібної продуктивності та можливих втрат. Жодне підприємство може бути відкрито без попередніх розрахунків.

Трішки історії

Саме слово «стехіометрія» - це винахід німецького хіміка Ієремії Беніаміна Ріхтера, запропонований ним у своїй книзі, в якій вперше було описано ідею можливості розрахунків за хімічними рівняннями. Пізніше ідеї Ріхтера отримали теоретичне обґрунтування з відкриттям законів Авогадро (1811), Гей-Люссака (1802), закону сталості складу (Ж.Л. Пруст, 1808), кратних відносин (Дж. Дальтон, 1803), розвитком атомно-молекулярного. Нині ці закони, і навіть закон еквівалентів, сформульований самим Ріхтером, називають законами стехіометрії.

Поняття "стехіометрія" використовують у відношенні і речовин, і хімічних реакцій.

Стехіометричні рівняння

Стехіометричні реакції - реакції, у яких вихідні речовини взаємодіють у певних співвідношеннях, а кількість продуктів відповідає теоретичним розрахункам.

Стехіометричні рівняння – рівняння, що описують стехіометричні реакції.

Стехіометричні рівняння) показують кількісні співвідношення між усіма учасниками реакції, виражені в молях.

Більшість неорганічних реакцій – стехіометричні. Наприклад, стехіометричними є три послідовні реакції отримання сірчаної кислоти із сірки.

S + O 2 → SO 2

SO 2 + ½O 2 → SO 3

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4

Розрахунками за цими рівняннями реакцій можна визначити, скільки необхідно взяти кожну речовину, щоб отримати певну кількість сірчаної кислоти.

Більшість органічних реакцій є нестехіометричними. Наприклад, рівняння реакції крекінгу етану виглядає так:

C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2 .

Однак насправді в ході реакції завжди будуть виходити різні кількості побічних продуктів – ацетилену, метану та інших, які розрахувати теоретично неможливо. Деякі неорганічні реакції теж піддаються розрахункам. Наприклад, нітрату амонію:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.

Вона йде за декількома напрямками, тому неможливо визначити, скільки потрібно взяти вихідної речовини, щоб отримати певну кількість оксиду азоту (I).

Стехіометрія – це теоретична основа хімічних виробництв

Всі реакції, які використовуються у або на виробництві, повинні бути стехіометричними, тобто піддаватися точним розрахункам. Чи завод чи фабрика приноситиме вигоду? Стехіометрія дозволяє це з'ясувати.

З стехиометрических рівнянь становлять теоретичний баланс. Необхідно визначити, скільки вихідних речовин потрібно для отримання потрібної кількості товару, що цікавить. Далі проводяться експлуатаційні досліди, які покажуть реальну витрату вихідних речовин та вихід продуктів. Різниця між теоретичними розрахунками та практичними даними дозволяє оптимізувати виробництво та оцінити майбутню економічну ефективність підприємства. Стехіометричні розрахунки, крім того, дають можливість скласти тепловий баланс процесу з метою підбору обладнання, визначити маси побічних продуктів, що утворюються, які потрібно буде видаляти, і так далі.

Стехіометричні речовини

Відповідно до закону сталості складу, запропонованого Ж.Л. Прустом, будь-яке хімічно має постійний склад, незалежно від способу одержання. Це означає, що, наприклад, в молекулі сірчаної кислоти H 2 SO 4 незалежно від способу, яким вона була отримана, на два атоми водню завжди буде один атом сірки і чотири атоми кисню. Стехіометричними є всі речовини, що мають молекулярну структуру.

Однак у природі поширені речовини, склад яких може відрізнятися залежно від методу отримання чи джерела походження. Переважна більшість із них - це кристалічні речовини. Можна навіть сказати, що для твердих речовин стехіометрія – це скоріше виняток, ніж правило.

Наприклад розглянемо склад добре вивчених карбіду та оксиду титану. В оксиді титану TiO x X=0.7-1.3, тобто один атом титану припадає від 0,7 до 1,3 атомів кисню, в карбіді TiC x X=0.6-1.0.

Нестехіометричність твердих тіл пояснюється дефектом застосування у вузлах кристалічної решітки або, навпаки, появою вакансій у вузлах. До таких речовин відносяться оксиди, силіциди, бориди, карбіди, фосфіди, нітриди та інші неорганічні речовини, а також високомолекулярні органічні.

І хоча докази існування сполук зі змінним складом були представлені лише на початку 20-го століття І. С. Курнаковим, такі речовини часто називають бертолідами на прізвище вченого К.Л. Бертолле, який припускав, що склад будь-якої речовини змінюється.

Коефіцієнт надлишку повітря при такому способі організації процесу згоряння повинен відповідати багатим сумішам, близьким до стехіометричних. Організувати ефективне згоряння бідних сумішей у цьому випадку буде дуже складно внаслідок недостатньо високої швидкості поширення фронту полум'я з великою ймовірністю згасання вогнищ займання, значною цикловою нерівномірністю згоряння і, зрештою, пропусками запалення. Таким чином, цей напрямок можна назвати гранично повільним згорянням багатих газоповітряних сумішей.

Коефіцієнт надлишку повітря (а) істотно впливає процес горіння і компонентний склад продуктів згоряння. Очевидно, що за а 1,0) практично не впливає на компонентний склад димових газів і призводить тільки до зниження концентрації компонентів за рахунок розведення не використаним у процесі горіння повітрям.

Виходячи зі стехіометричних коефіцієнтів реакції отримання діалкілхлортіофосфату та оптимального рішення для критерію 2, накладаємо обмеження Х3 =-0,26 (1,087 моля/моль).

Це дає значення стехіометричного коефіцієнта для споживання поліфосфату 1/нас,р = г Р/г ГПК(НАс).

У табл. 24.5 наведено стехіометричні коефіцієнти виходу, визначені в дослідах, що проводяться в реакторах періодичної безперервної дії з чистою культурою. Ці значення досить добре узгоджуються, незважаючи на різні умови мікробіологічного зростання.

З виразу (3.36) знаходимо стехіометричний коефіцієнт "нас.р = 0,05 г Р/г ГПК(НАс).

[ ...]

З прикладу 3.2 можна знайти стехіометричні коефіцієнти рівняння видалення оцтової кислоти: 1 моль НАс (60 г НАс) вимагає 0,9 моль 02 і 0,9 32 = 29 г 02.

У цих формулах перша вихідна речовина входить у всі стехіометричні рівняння та її стехіометричний коефіцієнт у них V/, = -1. Для цього речовини задані ступеня перетворення лу у кожному стехіометричному рівнянні (всього їх - К). У рівняннях (3.14) і (3.15) передбачається, що г -й компонент - продукт, для якого визначають селективність і вихід, утворюється тільки в 1-му стехіометричному рівнянні (тоді Е / = х (). Кількості компонентів у цих формулах вимірюються в молях (позначення ЛВ, як і традиційно прийнято в хімічних науках.[ ...]

При складанні окиснювально-відновних рівнянь знаходять стехіометричні коефіцієнти по окиснення елемента до і після реакції. Окисленість елемента в з'єднаннях визначається числом електронів, що витрачаються атомом на утворення полярних та іонних зв'язків, а знак окислення - на напрям зсуву сполучних електронних пар. Наприклад, окисленість іону натрію у поєднанні NaCl дорівнює +1, а хлору -I.

Більш зручно уявити стехіометрію мікробіологічної реакції стехіометричним рівнянням балансу, а не у формі таблиць значень коефіцієнтів виходу. Такий опис складу компонентів мікробіологічної клітини вимагає застосування емпіричної формули. Експериментально була встановлена ​​формула речовини клітини C5H702N, яка часто застосовується при складанні стехіометричних рівнянь.

У табл. 3.6 представлені типові значення кінетичних та інших констант, а також стехіометричних коефіцієнтів для аеробного процесу очищення міських стоків. Слід зазначити, що між індивідуальними константами існує певна кореляція, тому необхідно користуватися набором констант із одного джерела, а не вибирати окремі константи із різних джерел. У табл. 3.7 представлені подібні кореляції.

Метод стандартизується за відомою кількістю йоду, що перераховується на озон, виходячи зі стехіометричного коефіцієнта, що дорівнює одиниці (1 моль озону звільняє 1 моль йоду). На користь такого коефіцієнта свідчать результати низки робіт, на підставі яких була встановлена ​​стехіометричність реакцій озону з олефінами. За іншого коефіцієнта ці результати було б важко пояснити. Однак у роботі знайдено, що цей коефіцієнт дорівнює 1,5. Це узгоджується з даними, якими стехиометрический коефіцієнт, рівний одиниці, виходить при pH 9, а кислому середовищі виділяється значно більше йоду, ніж у нейтральної і лужної .[ ...]

Випробування проводилися при повному навантаженні та постійній частоті обертання колінчастого валу 1500 хв1. Коефіцієнт надлишку повітря змінювався в діапазоні 0,8 [...]

Матеріальні процеси в живій природі, круговороти біогенних елементів пов'язані з потоками енергії стехіометричними коефіцієнтами, що змінюються у різних організмів лише в межах одного порядку. При цьому завдяки високій ефективності каталізу витрати енергії на синтез нових речовин в організмах значно менші ніж у технічних аналогах цих процесів.

Вимірювання характеристик двигуна та емісій шкідливих викидів для всіх камер згоряння проведено у широкому діапазоні зміни коефіцієнта надлишку повітря від стехіометричного значення до гранично бідної суміші. На рис. 56 і 57 наведені основні результати в залежності від а, отримані при частоті обертання 2 ТОВ хв і повністю відкритою дросельною заслінкою. Значення кута випередження запалювання вибиралося з умови отримання максимального моменту, що крутить.

Біологічний процес видалення фосфору складний, тому, звичайно, підхід, що використовується нами, суттєво спрощений. У табл. 8.1 представлений набір стехіометричних коефіцієнтів, що описують процеси, що протікають за участю ФАО. Таблиця виглядає складно, але в ній вже зроблено спрощення.

В одній з останніх робіт прийнято, що 1 моль N02 дає 0,72 г-йона N07. За даними, представленими Міжнародною організацією стандартизації, стехіометричний коефіцієнт залежить від складу реагентів типу Гриса. Запропоновано шість варіантів цього реагенту, що відрізняються складом компонентів, що входять до нього, і зазначено, що ефективність поглинання для всіх типів поглинальних розчинів 90%, а стехіометричний коефіцієнт з урахуванням ефективності поглинання варіює від 0,8 до 1. Зменшення кількості NEDA і заміна сульфанілової кислоти сульфанилами (Білий стрептоцид) дає більше значення цього коефіцієнта. Автори роботи пояснюють це втратами HN02 за рахунок утворення NO при побічних реакціях.

При проектуванні споруд біохімічного очищення стічних вод та аналізі їх роботи зазвичай використовують такі розрахункові параметри: швидкість біологічного окислення, стехіометричні коефіцієнти для акцепторів електронів, швидкість зростання та фізичні властивості біомаси активного мулу. Вивчення хімічних змін у взаємозв'язку з біологічними перетвореннями, що відбуваються в біореакторі, дає можливість отримати повне уявлення про роботу споруди. Для анаеробних систем, яких можна віднести анаеробні фільтри, такі відомості потрібні, щоб забезпечити оптимальне значення pH середовища, що є основним фактором нормальної роботи очисних споруд. У деяких аеробних системах, наприклад, таких, в яких відбувається нітрифікація, контроль pH середовища також необхідний для забезпечення оптимальної швидкості росту мікроорганізмів. Для закритих очисних споруд, що увійшли до практики наприкінці 60-х років, у яких використовується чистий кисень (окси-тенк), вивчення хімічних взаємодій стало необхідним як регулювання pH, а й інженерного розрахунку газопровідного оборудования.[ ...]

Константа швидкості каталітичного перетворення в загальному випадку є при даній температурі функцією констант швидкостей прямої, зворотної та побічних реакцій, а також коефіцієнтів дифузії вихідних реагентів та продуктів їх взаємодії. Швидкість гетерогенного каталітичного процесу визначається, як зазначено вище, відносними швидкостями окремих його стадій і лімітується найповільнішою з них. Внаслідок цього порядок каталітичної реакції майже ніколи не збігається з молекулярністю реакції, що відповідає стехіометричному співвідношенню в рівнянні цієї реакції, а вирази для розрахунку константи швидкості каталітичного перетворення є специфічними для конкретних стадій та умов його реалізації.

Щоб контролювати реакцію нейтралізації, треба знати, скільки кислоти чи лугу слід додати розчин для отримання необхідного значення pH. Для вирішення цієї проблеми може бути використаний метод емпіричної оцінки стехіометричних коефіцієнтів, що здійснюється за допомогою титрування.

Рівноважний склад продуктів згоряння у камері визначається за законом діючих мас. Відповідно до цього закону швидкість хімічних реакцій прямо пропорційна концентрації вихідних реагентів, кожен з яких береться до ступеня, що дорівнює стехіометричному коефіцієнту, з яким речовина входить до рівняння хімічної реакції. Виходячи зі складу палив, можна вважати, що продукти згоряння, наприклад, рідких ракетних палив в камері будуть складатися з С02, Н20, СО, N0, ВІН, Ы2, Н2, N. Н, для твердого ракетного палива - з А1203, Ы2, Н2, НС1, СО, С02, Н20 при Т = 1100 ... 2200 К. [...]

Для обґрунтування можливості застосування двоступінчастого спалювання природного газу були проведені експериментальні дослідження розподілу локальних температур, концентрацій оксидів азоту та горючих речовин за довжиною факела залежно від коефіцієнта надлишку повітря, що подається через пальник. Досліди виконувалися при спалюванні природного газу в топці котла ПТВМ-50, обладнаного вихровим пальником ВТІ з периферійною видачею газових струменів у закручений поперечний потік повітря. Встановлено, що з аг О.вб процес вигоряння палива закінчується з відривом 1ф/Х>Вых = 4,2, а за аг=1,10 - з відривом Ьф10вых = 3,6. Це вказує на розтягнутість процесу горіння в умовах, що значно відрізняються від стехіометричних.

Спрощена матриця параметрів процесу з активним мулом без нітрифікації представлена ​​у табл. 4.2. Тут прийнято, що в процес конверсії внесок вносять три основні фактори: біологічне зростання, розпад та гідроліз. Швидкості реакцій вказані у правій колонці, а представлені у таблиці коефіцієнти є стехіометричними. За допомогою даних таблиці можна написати рівняння масового балансу, наприклад, для органічної речовини Бе, що легко розкладається, в реакторі ідеального перемішування. Висловлювання, відповідальні за транспорт, не потребують пояснень. Два вирази, що описують перетворення речовини, знаходимо, помножуючи стехіометричні коефіцієнти (в даному випадку) «компонентних» колонок на відповідні швидкості реакцій з правої колонки табл. 4.2.

На рис. 50 наведено зміну вмісту Шх у продуктах згоряння (г/кВт-год) залежно від складу суміші та кута випередження запалення. Т.к. утворення ЫОх значною мірою залежить від температури газу, при ранньому запаленні емісія ЫОх зростає. Залежність освіти 1 Юх від коефіцієнта надлишку повітря є складнішою, т.к. існують два протилежно діючі фактори. Утворення 1ЧОх залежить від концентрації кисню в згоряючій суміші та температурі. Збіднення суміші підвищує концентрацію кисню, але знижує максимальну температуру згоряння. Це призводить до того, що максимум змісту досягається при роботі на сумішах трохи біднішими за стехіометричні. При цих же значеннях коефіцієнта надлишку повітря ефективний ККД має максимум.

На рис. 7.2 показано експериментальні залежності концентрації метанолу від концентрації NO3-N на виході з біофільтра повного витіснення. Лінії, що з'єднують експериментальні точки, характеризують розподіл речовини вздовж фільтра за різних відносин Smc/Sn- Нахил кривих відповідає значенню стехіометричного коефіцієнта: 3,1 кг СН3ОН/кг NO -N.

Співвідношення, що пов'язує концентрації реагуючих речовин з константою рівноваги, є математичним виразом закону дії мас, який можна сформулювати так: для даної оборотної реакції при стані хімічної рівноваги відношення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до твору рівноважних концентрацій вихідних речовин при даній температурі є постійна, причому концентрація кожної речовини має бути зведена в ступінь її стехіометричного коефіцієнта.

У Радянському Союзі визначення NO¡¡ в атмосфері застосовується метод Полежаєва і Гириной . Для уловлювання двоокису азоту у цьому методі використовується 8%-ний розчин KJ. Визначення нітрит-іонів в отриманому розчині виробляють за допомогою реагенту Гриса-Ілосвая. Розчин іодиду калію - значно ефективніший поглинач N02, ніж розчин лугу. При його об'ємі (всього 6 мл) та швидкості пропускання повітря (0,25 л/хв) за поглинальний прилад з скляною пористою пластинкою проскакує не більше 2% N02. Відібрані проби добре зберігаються (близько місяця). Стехіометричний коефіцієнт при поглинанні NOa розчином KJ становить 0,75 з урахуванням проскакування. За нашими даними, у цьому методі не заважає NO щодо концентрацій NO: NOa 3: 1.

Недоліками цього методу, широко впровадженого у практику високотемпературної переробки відходів, є необхідність застосування дорогих лужних реагентів (ІаОН та Ыа2С03). Таким чином, можна задовольнити потреби багатьох галузей промисловості, що відчувають необхідність знешкодження невеликих кількостей рідких відходів з широким спектром компонентів хімічного складу та будь-яким вмістом хлорорганічних сполук. Однак до спалювання розчинників, що містять хлор, слід підходити обережно, так як за певних умов (1 > 1200°С, коефіцієнт надлишку повітря > 1,5) у відпрацьованих газах може міститися фосген - високотоксичний хлороксид вуглецю, або хлорангідрид вугільної кислоти (СОС12). Небезпечна для життя концентрація цієї речовини становить 450 мг на 1 м3 повітря.

Для процесів вилуговування або хімічного вивітрювання важкорозчинних мінералів або їх асоціацій характерне утворення нових твердих фаз; рівноваги між ними та розчиненими компонентами аналізуються за допомогою термодинамічних діаграм стану. Принципові складності тут зазвичай виникають у зв'язку з необхідністю опису кінетики процесів, якого їх розгляд часто не виправдано. Відповідні кінетичні моделі вимагають відображення хімічних взаємодій у явному вигляді - через парціальні концентрації реагуючих речовин сх з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів V. конкретних реакцій.