Практична робота № 5
Тема. Розрахунок складу фаз сумiшi.
Мета. Навчитись розраховувати склад суміші та здійснювати перерахунок одних концентрацій в інші, вірно застосовувати розрахункові формули.
Теоретичні відомості
Способи вираження складу фаз двохкомпонентної системі (А+В) наведено в таблиці 5.1.
Таблиця 5.1 – Способи вираження складу фаз
Концентрація |
Позначення концентрації компонента А |
|
у рідкій фазі |
у газовій або паровій |
|
Мольна доля х = кмоль А/кмоль (А + В) |
х |
у |
Масова
доля
|
|
|
Відносна мольна доля Х = кмоль А / кмоль В |
Х |
У |
Відносна
масова доля
|
|
|
Об’ємна мольна концентрація СА = кмоль А / м3 (А+В) |
Сх |
Су |
Об’ємна
масова концентрація
|
|
|
Формули перерахунку дивись у підручнику [2, с.283, табл.6.2].
Методичні вказівки
Задача 1.
Розрахувати мольний склад та середню молярну масу суміші, яка складається з 40 кг ацетону та 60 кг води.
Д
ано: Рішення
mац = 40 кг (НКК) 1. Перерахуємо масові долі
m
в
= 60 кг (НКК) 
мас. долі
хнкк – ?
хвкк – ? Мсер – ?
мас.
долі
0,4
+ 0,6 = 1,0 мас. долі
2. Перерахунок в мольні долі:
МНКК = 58 кг/кмоль;
МВКК = 18 кг/кмоль.
мол.
долі.
мол.
долі.
3. Визначення середньої молярної маси:
Мсер = МНКК · хНКК + МВКК ·хВКК = 58 · 0,1710 + 18 · 0,8190 = 28,84 кг/кмоль.
Перевірка: хНКК + хВКК = 1.
Задача 2.
Рідка суміш містить 60% (мол) толуолу і 40% (мол) бензолу. Розрахувати відносну масову концентрацію толуолу.
Д
ано: Рішення
ХНКК = 40% мол = 0,4 мол.долі Відносна масова концентрація ВКК (толуолу)
х
ВКК
=
60% мол = 0,6 мол.долі 
Х – ?
Завдання до практичної роботи
Задача 1.
Розрахувати мольний склад (мольні долі), відносний мольний склад, відносний масовий склад та середню мольну масу суміші, склад якої у масових долях НКК приведений у таблиці 5.2.
Таблиця 5.2 – Вихідні дані до задачі 1
Варіант |
Склад суміші |
Масова доля НКК |
1 |
Азотна кислота – вода HNO3 – H2O |
0,20 |
2 |
Ацетон – бензол (CH3)2CO3 – C6H6 |
0,30 |
3 |
Аміак – вода NH3 – H2O |
0,22 |
4 |
Ацетон – вода (CH3)2CO3 - H2O |
0,28 |
5 |
Ацетон – метанол (CH3)2CO3 – CH3OH |
0,32 |
6 |
Ацетон – етанол (CH3)2CO3 – C2H5OH |
0,38 |
7 |
Бензол – оцтова кислота C6H6 – CH3COOH |
0,31 |
8 |
Вода – оцтова кислота H2O - CH3COOH |
0,28 |
9 |
Бензол – толуол C6H6 – C7H8 |
0,21 |
10 |
Ізопропанол – вода C3H7OH - H2O |
0,38 |
11 |
Метанол – бензол CH3OH- C6H6 |
0,25 |
12 |
Метанол – етанол CH3OH- C2H5OH |
0,17 |
13 |
Метанол – вода CH3OH- H2O |
0,36 |
14 |
Мурашкова кислота – оцтова кислота HCOOH - CH3COOH |
0,17 |
15 |
Сірковуглець – ацетон CS2 - (CH3)2CO3 |
0,24 |
16 |
Сірковуглець – чотирьоххлористий вуглець CS2 – CCl4 |
0,36 |
17 |
Толуол – оцтова кислота C7H8 - CH3COOH |
0,26 |
18 |
Хлороформ – бензол CHCl3 – C6H6 |
0,27 |
19 |
Чотирьоххлористий вуглець – етанол CCl4 - C2H5OH |
0,37 |
20 |
Етилацетат – оцтова кислота C4O2H8 - CH3COOH |
0,34 |
21 |
Бензол – толуол C6H6 – C7H8 |
0,28 |
22 |
Метанол – вода CH3OH- H2O |
0,33 |
23 |
Метанол – етанол CH3OH - C2H5OH |
0,24 |
24 |
Мурашкова кислота – оцтова кислота HCOOH - CH3COOH |
0,31 |
25 |
Метанол – етанол CH3OH- C2H5OH |
0,35 |
26 |
Етилацетат – оцтова кислота C4O2H8 - CH3COOH |
0,24 |
27 |
Бензол – толуол C6H6 – C7H8 |
0,19 |
Задача 2.
Розрахувати мольний і масовий склад суміші, якщо газова суміш складається з компонентів (% об.): Н2; СН4; С2Н4; С2Н6; С3Н6; С3Н8; ізо-С4Н8; н-С4Н8; ізо-С4Н10; н-С4Н10. Результати розрахунків звести у таблицю 11.4. Перерахунок мольних концентрацій у масові. Для газів об. % = мол. %. Вихідні дані наведені в таблиці 5.3.
Таблиця 5.3 – Вихідні дані до задачі 2
Варіант |
Н2 |
СН4 |
С2Н4 |
С2Н6 |
С3Н6 |
С3Н8 |
ізо-С4Н8 |
н-С4Н8 |
ізо-С4Н10 |
н-С4Н10 |
1 |
0,6 |
15,9 |
19,8 |
14,9 |
22,4 |
4,7 |
6,3 |
10,6 |
2,6 |
2,2 |
2 |
0,6 |
15,1 |
19,4 |
15,77 |
23,6 |
4,5 |
6,5 |
9,6 |
2,8 |
2,13 |
3 |
0,62 |
15,3 |
19,8 |
15,1 |
22,5 |
4,7 |
7,6 |
9,8 |
2,4 |
2,18 |
4 |
0,64 |
15,2 |
19,6 |
14,9 |
23,1 |
4,8 |
5,8 |
10,9 |
2,8 |
2,26 |
5 |
0,69 |
16,1 |
19,7 |
15,0 |
23,4 |
4,9 |
6,9 |
9,6 |
2,1 |
1,61 |
Продовження таблиці 5.3
Варіант |
Н2 |
СН4 |
С2Н4 |
С2Н6 |
С3Н6 |
С3Н8 |
ізо-С4Н8 |
н-С4Н8 |
ізо-С4Н10 |
н-С4Н10 |
6 |
0,6 |
16,0 |
19,7 |
15,0 |
21,8 |
4,7 |
6,8 |
10,1 |
2,7 |
2,6 |
7 |
0,6 |
16,7 |
19,1 |
14,9 |
22,6 |
4,8 |
6,9 |
10,0 |
2,8 |
1,6 |
8 |
0,58 |
15,9 |
19,6 |
14,8 |
22,7 |
4,9 |
7,8 |
10,4 |
2,4 |
0,92 |
9 |
0,61 |
16,2 |
19,8 |
14,7 |
22,5 |
4,7 |
6,9 |
10,0 |
2,5 |
2,1 |
10 |
0,6 |
16,0 |
19,5 |
14,6 |
22,8 |
4,8 |
6,9 |
10,2 |
2,5 |
2,1 |
11 |
0,57 |
15,7 |
19,2 |
14,1 |
22,9 |
4,9 |
7,0 |
10,1 |
2,6 |
2,03 |
12 |
0,63 |
14,9 |
19,1 |
15,0 |
23,1 |
4,9 |
6,9 |
10,7 |
2,3 |
2,37 |
13 |
0,62 |
16,2 |
19,7 |
14,9 |
21,9 |
4,9 |
6,8 |
10,8 |
2,9 |
1,28 |
14 |
0,63 |
16,5 |
19,0 |
14,4 |
22,0 |
4,6 |
6,5 |
9,9 |
2,8 |
3,67 |
15 |
0,57 |
16,4 |
19,5 |
14,8 |
22,7 |
4,9 |
6,9 |
10,1 |
2,4 |
1,73 |
16 |
0,56 |
15,0 |
19,2 |
14,0 |
21,9 |
4,8 |
6,6 |
10,8 |
2,3 |
4,84 |
17 |
0,6 |
15,6 |
19,4 |
14,5 |
22,0 |
4,7 |
6,4 |
10,0 |
2,8 |
4,0 |
18 |
0,58 |
15,8 |
17,92 |
14,9 |
23,0 |
4,9 |
6,9 |
10,9 |
2,9 |
2,2 |
19 |
0,65 |
16,4 |
19,0 |
14,5 |
22,5 |
4,5 |
6,5 |
10,5 |
2,5 |
2,95 |
20 |
0,63 |
16,7 |
19,6 |
14,8 |
22,0 |
4,7 |
6,9 |
10,0 |
2,9 |
1,77 |
21 |
0,62 |
16,6 |
19,0 |
15,0 |
21,5 |
4,5 |
6,5 |
10,5 |
2,0 |
3,78 |
22 |
0,61 |
16,0 |
19,9 |
14,8 |
22,6 |
4,4 |
6,6 |
10,0 |
2,1 |
2,99 |
23 |
0,6 |
16,4 |
19,5 |
14,00 |
23,5 |
4,0 |
6,6 |
10,5 |
2,0 |
2,9 |
24 |
0,62 |
16,6 |
19,0 |
14,5 |
23,5 |
4,2 |
6,8 |
10,0 |
2,5 |
2,28 |
25 |
0,59 |
15,9 |
19,5 |
14,00 |
23,5 |
4,7 |
6,6 |
10,2 |
2,0 |
3,01 |
26 |
0,58 |
15,6 |
19,0 |
14,8 |
23,2 |
4,2 |
6,8 |
10,9 |
2,1 |
2,82 |
Таблиця 5.4 – Результати розрахунків
Компонент |
Мі, кг/ кмоль |
Мол. дол. Уі (% об./100) |
Мі·Уі |
Масова доля
|
Н2 |
2,0 |
0,6/100 |
|
|
СН4 |
|
|
|
|
Разом |
|
|
Σ |
1,0 |
