Лабораторный практикум по общей химической технологии. Балдаев Н.С. - 19 стр.

UptoLike

Составители: 

39 40
рить непосредственно (по часам), так как параметры про-
цесса изменяются во времени. Для расчета продолжитель-
ности процесса в периодическом реакторе используют
уравнение
ττ
=
=
∫∫
C
dx
u
или
dC
u
Ao
A
A
x
A
A
C
C
A
Ao
A
0
. (4.8)
Зная или задаваясь тремя величинами, входящими в
уравнение, всегда можно рассчитать четвертую.
В этой части работы решают следующие задачи:
1. Применение периодического реактора для исследо-
вания кинетики реакций.
2. Использование кинетических закономерностей хи-
мических реакций для выбора и расчета реакторов.
3. Изучение влияния гидродинамического режима в
реакторе на показатель процесса.
Описание установки и методика проведения работы.
Реактор (рис 4.2) представляет собой цилиндрический
стеклянный сосуд 3, снабженный мешалкой 1 и помещен-
ный в другой сосуд 4, служащий термостатом. Для обеспе-
чения заданной температуры в рубашку между сосудами 3 и
4 непрерывно поступает из термостата вода заданной тем-
пературы. Температура в реакторе устанавливается при по-
мощи контактного термометра.
Реагенты: 0,1М этилацетат и 0,1н NaOH загружают в
реактор через отверстие в крышке реактора. По мере проте-
кания реакции концентрации NaOH снижается. Изменение
концентрации NaOH во времени измеряют кондуктометром
по электропроводности реакционной массы. С уменьшени-
ем концентрации щелочи
сопротивление раствора
растет. По величине сопро-
тивления определяют кон-
центрацию щелочи в раз-
личные моменты времени и
на основании полученных
данных производят анализ
работы периодического ре-
актора.
Работа выполняется в
следующем порядке: вклю-
чают термостат 4. Устанавливают контактным термометром
заданную температуру. Заливают в реактор через воронку
необходимое количество 0,1 М этилацетата и включают
мешалку 1. Подготовляют кондуктометр к проведению за-
меров и помещают в реактор электроды 2. Быстро заливают
в реактор требуемое количество 0,1н NaOH. Одновременно
с началом слива реагентов включают секундомер. Замеряют
сопротивление реакционной массы кондуктометром. Четы-
ре-пять первых измерений проводят через каждые 30-40 с,
следующиечерез 1 мин, затем несколько измерений через
2 мин.
При проведении работы выполняют одно из следующих
заданий: определяют изменение концентрации и степени
превращения NaOH и этилацетата во времени при заданной
температуре 20
о
С. Исходные растворы: 0,1М этилацетат,
0,1М NaOH. Опыты проводят при отношениях объемов ще-
лочи к этилацетату 1:2; 1:3; 1:4; 1:5. Общий объем реаген-
тов 1 дм
3
. Строят кинетические кривые. Используя полу-
ченные результаты, определяют константу скорости и поря-
док реакции омыления этилацетата щелочью. Проводят
омыление эфира при температуре 20, 30 и 40
о
С и определя-
ют влияние температуры на скорость омыления этилацета-
Рис.4.2.Реактор полного смешения
периодического действия
                               39                                                               40

рить непосредственно (по часам), так как параметры про-                                                ем концентрации щелочи
цесса изменяются во времени. Для расчета продолжитель-                                                 сопротивление     раствора
ности процесса в периодическом реакторе используют                                                     растет. По величине сопро-
уравнение                                                                                              тивления определяют кон-
                                                                                                       центрацию щелочи в раз-
                     xA
                        dx
                                              CA
                                                     dCA                                               личные моменты времени и
              τ = CAo ∫ A           или τ =    ∫          .   (4.8)                                    на основании полученных
                        − uA                         − uA
                      0                       C Ao                                                     данных производят анализ
                                                                                                       работы периодического ре-
   Зная или задаваясь тремя величинами, входящими в                                                    актора.
уравнение, всегда можно рассчитать четвертую.                         Рис.4.2.Реактор полного смешения     Работа выполняется в
   В этой части работы решают следующие задачи:                       периодического действия          следующем порядке: вклю-
    1. Применение периодического реактора для исследо-                чают термостат 4. Устанавливают контактным термометром
       вания кинетики реакций.                                        заданную температуру. Заливают в реактор через воронку
    2. Использование кинетических закономерностей хи-                 необходимое количество 0,1 М этилацетата и включают
       мических реакций для выбора и расчета реакторов.               мешалку 1. Подготовляют кондуктометр к проведению за-
    3. Изучение влияния гидродинамического режима в                   меров и помещают в реактор электроды 2. Быстро заливают
    реакторе на показатель процесса.                                  в реактор требуемое количество 0,1н NaOH. Одновременно
                                                                      с началом слива реагентов включают секундомер. Замеряют
                                                                      сопротивление реакционной массы кондуктометром. Четы-
   Описание установки и методика проведения работы.                   ре-пять первых измерений проводят через каждые 30-40 с,
                                                                      следующие – через 1 мин, затем несколько измерений через
    Реактор (рис 4.2) представляет собой цилиндрический               2 мин.
стеклянный сосуд 3, снабженный мешалкой 1 и помещен-                      При проведении работы выполняют одно из следующих
ный в другой сосуд 4, служащий термостатом. Для обеспе-               заданий: определяют изменение концентрации и степени
чения заданной температуры в рубашку между сосудами 3 и               превращения NaOH и этилацетата во времени при заданной
4 непрерывно поступает из термостата вода заданной тем-               температуре 20оС. Исходные растворы: 0,1М этилацетат,
пературы. Температура в реакторе устанавливается при по-              0,1М NaOH. Опыты проводят при отношениях объемов ще-
мощи контактного термометра.                                          лочи к этилацетату 1:2; 1:3; 1:4; 1:5. Общий объем реаген-
    Реагенты: 0,1М этилацетат и 0,1н NaOH загружают в                 тов 1 дм3. Строят кинетические кривые. Используя полу-
реактор через отверстие в крышке реактора. По мере проте-             ченные результаты, определяют константу скорости и поря-
кания реакции концентрации NaOH снижается. Изменение                  док реакции омыления этилацетата щелочью. Проводят
концентрации NaOH во времени измеряют кондуктометром                  омыление эфира при температуре 20, 30 и 40оС и определя-
по электропроводности реакционной массы. С уменьшени-                 ют влияние температуры на скорость омыления этилацета-