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Chemische Verfahrenstechnik
Stöchiometrie
- Lösungen -
Prof. Dr. Karl-Erich Köppke
Aufgabe 1:
Die partielle Oxidation von Kohlenstoff erfolgt nach folgender Reaktion:
2 C + O2 = 2 CO
Stellen Sie die Gleichung für die Berechnung der Reaktionslaufzahl î für alle
beteiligten Komponenten auf.
Än
î = íi
i
=
ÄnC
-2
=
ÄnO2
-1
=
ÄnCO
+2
= const.
Aufgabe 2:
Die Konzentration einer Komponente i ist zu Beginn einer Reaktion 0,5 mol/l.
Berechnen Sie die Konzentration für einen Umsatz von 0,9.
Aus Gleichung 3.10 ergibt sich:
Xi =
ci,0 - ci
ci,0
ci = ci,o (1- Xi)
ci = 0,5 mol/l (1- 0,9) = 0,05 mol/l
Aufgabe 3:
Bei der kontinuierlich betriebenen Ammoniaksynthese, welche stets als Kreislaufverfahren ausgeführt wird, habe das in den Reaktor eingespeiste Gasgemisch
folgende Zusammensetzung:
xNH3 ,o = 0,02
xN2,o
= 0,245
xH2,o
= 0,735
Am Austritt aus dem Reaktor ist xNH3 = 0,150. Es ist der Umsatz des Stickstoffs XN2
und die Zusammensetzung des Gasgemisches am Austritt aus dem Reaktor zu berechnen.
Reaktionsgleichung:
N2 + 3 H2
2 NH3
Lösung:
íN2 = -1
íH2 = -3
íNH3 = 2
Ó íi = -1 -3 + 2 = -2
Bezugskomponente k ist NH3, weil nur für NH3 Zulauf- und Ablaufmolenbruch
bekannt ist.
Mit Gleichung (3.14) ergibt sich für den N2-Umsatz:
Aufgabe 4