Longitud y distancia Masa Medidas de volumen de sólidos a granel y alimentos Área Volumen y unidades de medida en recetas culinarias Temperatura Presión, estrés mecánico, módulo de Young Energía y trabajo Potencia Fuerza Tiempo Velocidad lineal Ángulo plano Eficiencia térmica y eficiencia de combustible Números Unidades para medir la cantidad de información Tipos de cambio Tallas de ropa y zapatos de mujer Tallas de ropa y zapatos de hombre Velocidad angular y velocidad de rotación Aceleración Aceleración angular Densidad Volumen específico Momento de inercia Momento de fuerza Torque Calor específico de combustión (en masa) Densidad de energía y calor específico de combustión del combustible (en volumen) Diferencia de temperatura Coeficiente de expansión térmica Resistencia térmica Conductividad térmica específica Capacidad calorífica específica Exposición energética , potencia de radiación térmica Densidad de flujo de calor Coeficiente de transferencia de calor Flujo volumétrico Caudal másico Caudal molar Densidad de flujo másico Concentración molar Concentración másica en solución Viscosidad dinámica (absoluta) Viscosidad cinemática Tensión superficial Permeabilidad al vapor Permeabilidad al vapor, tasa de transferencia de vapor Nivel de sonido Sensibilidad del micrófono Presión sonora nivel (SPL) Brillo Intensidad luminosa Iluminación Resolución en gráficos por computadora Frecuencia y longitud de onda potencia óptica en dioptrías y distancia focal Potencia óptica en dioptrías y aumento de lente (×) Carga eléctrica Densidad de carga lineal Densidad de carga superficial Densidad de carga volumétrica Corriente eléctrica Densidad de corriente lineal Densidad de corriente superficial Intensidad de campo eléctrico Potencial y voltaje electrostático Resistencia eléctrica Resistividad eléctrica Conductividad eléctrica Conductividad eléctrica Capacitancia eléctrica Inductancia Calibre de cable americano Niveles en dBm (dBm o dBmW), dBV (dBV), vatios y otras unidades Fuerza magnetomotriz Intensidad del campo magnético Flujo magnético Inducción magnética Tasa de dosis absorbida de radiación ionizante Radioactividad. Radiación de desintegración radiactiva. Dosis de exposición Radiación. Dosis absorbida Prefijos decimales Transmisión de datos Tipografía y procesamiento de imágenes Unidades de volumen de madera Cálculo de masa molar Tabla periódica de elementos químicos D. I. Mendeleev

fórmula química

Masa molar de CH 3 COOH, ácido acético 60.05196 g/mol

12.0107+1.00794 3+12.0107+15.9994+15.9994+1.00794

Fracciones masivas de elementos en el compuesto.

Usando la calculadora de masa molar

• Las fórmulas químicas deben ingresarse distinguiendo entre mayúsculas y minúsculas.
• Los subíndices se ingresan como números regulares.
• El punto de la línea media (signo de multiplicación), utilizado, por ejemplo, en las fórmulas de hidratos cristalinos, se sustituye por un punto regular.
• Ejemplo: en lugar de CuSO₄·5H₂O en el convertidor, para facilitar la entrada, se utiliza la ortografía CuSO4.5H2O.

calculadora de masa molar

Lunar

Todas las sustancias están formadas por átomos y moléculas. En química, es importante medir con precisión la masa de sustancias que reaccionan y se producen como resultado. Por definición, un mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantos elementos estructurales (átomos, moléculas, iones, electrones y otras partículas o grupos de ellos) como átomos hay en 12 gramos de un isótopo de carbono con una masa atómica relativa. masa de 12. Este número se llama constante o número de Avogadro y es igual a 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹.

Número de Avogadro N A = 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹

En otras palabras, un mol es una cantidad de sustancia igual en masa a la suma de las masas atómicas de los átomos y moléculas de la sustancia, multiplicada por el número de Avogadro. La unidad de cantidad de una sustancia, el mol, es una de las siete unidades básicas del SI y está simbolizada por el mol. Dado que el nombre de la unidad y su símbolo son iguales, cabe señalar que el símbolo no se rechaza, a diferencia del nombre de la unidad, que puede rechazarse mediante reglas normales Idioma ruso. Por definición, un mol de carbono-12 puro equivale exactamente a 12 g.

masa molar

La masa molar es una propiedad física de una sustancia, definida como la relación entre la masa de esta sustancia y la cantidad de sustancia en moles. En otras palabras, esta es la masa de un mol de una sustancia. La unidad SI de masa molar es kilogramo/mol (kg/mol). Sin embargo, los químicos están acostumbrados a utilizar la unidad g/mol, que es más conveniente.

masa molar = g/mol

Masa molar de elementos y compuestos.

Los compuestos son sustancias formadas por diferentes átomos que están unidos químicamente entre sí. Por ejemplo, las siguientes sustancias, que se pueden encontrar en la cocina de cualquier ama de casa, son compuestos químicos:

• sal (cloruro de sodio) NaCl
• azúcar (sacarosa) C₁₂H₂₂O₁₁
• vinagre (solución de ácido acético) CH₃COOH

La masa molar de un elemento químico en gramos por mol es numéricamente la misma que la masa de los átomos del elemento expresada en unidades de masa atómica (o daltons). La masa molar de los compuestos es igual a la suma de las masas molares de los elementos que componen el compuesto, teniendo en cuenta el número de átomos del compuesto. Por ejemplo, la masa molar del agua (H₂O) es aproximadamente 2 × 2 + 16 = 18 g/mol.

Peso molecular

La masa molecular (el antiguo nombre es peso molecular) es la masa de una molécula, calculada como la suma de las masas de cada átomo que forma la molécula, multiplicada por el número de átomos de esta molécula. El peso molecular es sin dimensiones cantidad fisica, numéricamente igual a la masa molar. Eso es, peso molecular difiere de la masa molar en dimensión. Aunque la masa molecular es una cantidad adimensional, todavía tiene una cantidad llamada unidad de masa atómica (uma) o dalton (Da), y aproximadamente igual a masa un protón o un neutrón. La unidad de masa atómica también es numéricamente igual a 1 g/mol.

Proyecto de curso sobre OHT

"Método industrial para producir ácido acético"

Introducción

Ácido acético (etanoico) es una sustancia orgánica con la fórmula molecular CH 3COOH (abreviado como AcOH). Es un ácido monobásico extremadamente débil. Las sales del ácido acético y sus ésteres se llaman acetatos .

Vinagre (solución de ácido acético) se conoce desde la antigüedad como producto de fermentación. En la antigüedad (c. siglo III a. C.), se utilizaba vinagre para producir albayalde. Actualmente, el ácido acético tiene tres usos principales: en primer lugar, como disolvente de algunos síntesis orgánicas, en segundo lugar, como reactivo débilmente ácido (para apagar los productos básicos resultantes, etc.) y, finalmente, en tercer lugar, para la producción de derivados importantes, como cloruro de ácido o anhídrido acético , así como ella amida etcétera. El cloruro de ácido y el anhídrido acético son agentes acilantes importantes que se utilizan a menudo en la síntesis orgánica.

Soluciones de ácido acético utilizadas en industria alimentaria(así como en la cocina casera y encurtidos) tienen nombres vinagre (3-15%) y esencia de vinagre (70-80%). El ácido acético absoluto (aprox. 99,8%) se llama hielo , porque cuando se congela, forma una masa parecida al hielo.

Los volúmenes de producción de ácido acético son aproximadamente 5 millones de toneladas/año, y aproximadamente el 50% se produce utilizando el método Kolbe (ver más abajo).

. Propiedades fisicoquímicas

En el núm. El ácido acético es un líquido incoloro con un olor extremadamente acre. La siguiente tabla resume las principales constantes físicas del ácido acético.

METRO r , g/molp, g/cm 3tmelt., oh STkip., oh SKrit. puntoResina, J/mol*KDN oh , kJ/molrKan60.051.049216.75118.1321.6 oh Desde 5,79 MPa123,4-4874.761.372

ácido acético ambivalente con respecto a los disolventes, porque contiene un grupo polar (-COOH) y un grupo no polar (-CH 3). Por tanto, es muy soluble en agua y algunos disolventes orgánicos. También forma azeótropos dobles y triples del tipo ácido acético-agua-disolvente orgánico.

El ácido acético es débil. ácido orgánico. Es capaz de reaccionar con metales activos para liberar hidrógeno:

Transformarse en derivados ácidos bajo la acción de reactivos apropiados (reacciones importantes en síntesis orgánica):

a) en haluros de ácido

b) en ésteres

c) a las amidas

Reconstituir en alcohol etílico:

Y también entran en reacciones de sustitución en el grupo metilo, de las cuales la más importante es la reacción de Gel-Volhard-Zelinsky, que se utiliza para obtener el importante aminoácido glicina:

Además, con cada sustitución posterior, debido al efecto inductivo del halógeno, aumenta la fuerza del ácido. Por ejemplo, el ácido trifluoroacético tiene una fuerza similar a la de los ácidos minerales.

. Métodos de obtención

Lo más rentable y obvio. método químicoLa producción de ácido acético implica la oxidación del aldehído correspondiente ( acetaldehído o etanal ), que, a su vez, se obtiene de dos formas: hidratación acetileno en presencia de sales de mercurio (II) (reacción de Chugaev), o por oxidación (deshidrogenación) alcohol etílico sobre cobre caliente:

El acetaldehído en sí se oxida fácilmente con el oxígeno atmosférico y lentamente se convierte en ácido acético.

El primer método para producir etanal mediante la reacción de Chugaev no es rentable por muchas razones, incluido el trabajo con acetileno explosivo, la contaminación del producto con sales tóxicas de mercurio, grandes volúmenes de reactores, etc. El más común es el segundo método de producción a partir de alcohol etílico (que se produce en grandes cantidades y es relativamente barato).

El acetaldehído resultante se oxida con oxígeno en presencia de un catalizador: sales de manganeso (II). Es este método el que se considerará más a fondo.

Un método más moderno es la carbonilación catalítica de metanol (método Kolbe) según la reacción:

Este método permite alcanzar rendimientos de aproximadamente el 99% para metanol y el 90% para CO. Consiste en burbujear monóxido de carbono a una temperatura de 180°C y presiones de 200-700 atm a través de una mezcla de reactivos. Los catalizadores son yoduros de cobalto o rodio y también, menos frecuentemente, compuestos de iridio. En en este momento Este método produce aproximadamente el 50% de todo el ácido acético producido en el mundo.

También hay métodos bioquímicos(es decir, mediante fermentación de azúcares), sin embargo, rara vez se utilizan, principalmente debido a su baja productividad y a la dificultad de separar la mezcla de productos resultante.

. Justificación de la elección del proceso tecnológico por método de oxidación de etanal.

este método tiene una serie de cualidades positivas, tales como:

)Reactivos de partida baratos

)Rendimiento alto

)Costos de energía relativamente bajos (50-60 o CON)

)Altos rendimientos de los reactivos iniciales.

)Alto grado de conversión y selectividad del proceso.

)Separación de mezclas relativamente sencilla

La reacción se lleva a cabo en una columna de tipo burbuja. Fiebre necesario para prevenir la reacción secundaria de formación de peróxidos (que pueden conducir a la formación de una mezcla explosiva). El límite superior de temperatura está determinado por la volatilidad del acetaldehído. El ácido acético no es solo un producto de reacción, sino también un disolvente, lo que simplifica enormemente el proceso.

Los principales indicadores tecnológicos del proceso se resumen en la siguiente tabla:

. Diagrama de flujo del proceso

A continuación se muestra un diagrama de flujo de proceso simplificado para la producción de ácido acético mediante la oxidación de acetaldehído. Las designaciones que se muestran en el diagrama se resumen en tablas.

La mezcla inicial (I) ingresa al intercambiador de calor (1), donde se calienta hasta la temperatura de reacción (50-80 °C). El calentamiento se produce calentando vapor (IX), que luego se elimina del espacio entre tuberías en forma de condensado (X). El aldehído se suministra mediante bombas centrífugas (5) y se regula mediante válvulas.

El aldehído calentado entra en una columna de burbujeo (2) equipada con refrigeradores de serpentín (la reacción es exotérmica). Se sopla oxígeno técnico (II) a la columna y comienza la oxidación del aldehído.

Los productos resultantes en forma de una mezcla de vapor y líquido se descargan por la parte superior de la columna y ingresan al distribuidor (4), después de lo cual parte de la masa de reacción ingresa a la primera columna de destilación (3), destinada a la purificación de impurezas volátiles. (gases de escape - VII). Luego, el resto de la masa de reacción (IV) ingresa a la segunda columna, donde el ácido acético resultante (V) se lleva al consumidor o al almacén. También se elimina de la columna el residuo del fondo (VI), que contiene diacetato de etilideno. El acetaldehído (VIII) sin reaccionar se devuelve a la columna de burbujeo, reduciendo así la cantidad de aldehído inicialmente necesaria para asegurar una productividad determinada (aumentando la conversión de alimentación). .

Tablas de flujos básicos y notaciones:

Parte de cálculo

. Elaboración de un balance de materia.

La elaboración de un balance de materia es uno de los puntos principales en el cálculo de procesos tecnológicos. Su esencia radica en la ley de conservación de la masa (Llegada-Salida = 0). Gracias a la recopilación de ecuaciones matemáticas. La balanza se puede operar con varios indicadores de proceso (concentraciones, flujos másicos, etc.) para optimizar el proceso.

Debes empezar a elaborar un balance con un diagrama simplificado en forma de bloques. Cada uno de los bloques incluirá una función principal: mezcla, oxidación o distribución. Para este proceso, el diagrama de flujo quedará así (la composición de los flujos se indica en la tabla anterior):

Así, se puede observar que el esquema tecnológico se divide en cuatro bloques principales:

1) Bloque de mezcla.

)Unidad de oxidación (la propia columna de burbujeo).

)Unidad de separación (la primera columna de destilación de la que se eliminan las sustancias altamente volátiles y los gases de escape).

)Bloque para separar y devolver materias primas sin reaccionar al primer bloque.

En el segundo bloque, la redistribución de masa se produce debido a transformaciones químicas según la reacción principal:

CH 3CHO + 0,5O 2 = CH 3UNS

y en dos reacciones adversas formación de acetato de metilo y diacetato de etilideno, respectivamente:

CH 3CHO + 1,5O 2=CH 3PRONTO 3+ CO2 + norte 2ACERCA DE

CH 3CHO + O 2=CH 3CH(OOSSN 3)2+ norte 2ACERCA DE

Con base en la productividad, selectividad y grado de conversión del acetaldehído dados, la cantidad requerida de etanal se puede calcular usando la ecuación básica:

donde N es el número de moles de acetaldehído inicial necesarios para ingresar al primer reactor; M es la masa molar del producto (ácido acético); a y c son los coeficientes estequiométricos del reactivo y del producto,

Por lo tanto, 31,6265 kmol de acetaldehído deberían entrar en el bloque 1. Cabe señalar que el acetaldehído ingresa tanto puro (inicial) como inverso (después del cuarto bloque) mediante reciclaje. El flujo másico es:

Calculemos también las cantidades de subproductos formados:

a) acetato de metilo:

b) diacetato de etilideno:

Donde 0,5 y 0,33 son factores de conversión (teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción). Calculemos la cantidad de oxígeno necesaria para la reacción (teniendo en cuenta su conversión, es decir, conversión no completa):

El oxígeno técnico contiene una pequeña cantidad de nitrógeno (2,5%), que debe tenerse en cuenta:

Aldehído sin reaccionar:

Cantidad de dióxido de carbono producido:

El agua se formó por reacciones:

Hay que tener en cuenta que el agua también viene con la materia prima.

Aldehído (a la atmósfera):

Aldehído (en el cuarto bloque):

Dado que todo el aldehído que va al bloque 4 regresa al bloque 1, ahora podemos calcular la cantidad de aldehído fresco que ingresa al bloque 1 para mezclar:

Y también la cantidad de impurezas (ácido acético y agua) en el aldehído fresco:

La cantidad total de agua (de la reacción y con aldehído fresco) es:

El ácido acético se forma como resultado de la reacción y cuando se suministra con aldehído fresco:

Se elimina parte del agua junto con ácido acético (0,2% en peso):

El balance hídrico se elabora de la siguiente manera: formado por reacción + con aldehído fresco - con ácido - en la atmósfera = 0. Entonces:

Para mayor comodidad, todos los valores calculados se resumen en una tabla de flujo y una tabla de balance de materiales.

*Nota No. 1: el acetato de metilo tiene un punto de ebullición de 57 oC y es una sustancia altamente volátil, por lo que se elimina con los gases de escape, es decir. en el tercer bloque (primera columna de destilación).

*Nota #2: También se debe tener en cuenta que hay una cantidad constante de ácido acético (como disolvente) en la columna, y acetaldehído recirculante.

Conclusión

aldehído ácido etanal

En conclusión, cabe señalar que este método es prácticamente el principal en la producción de ácido acético. Recientemente, ha sido reemplazado cada vez más por el método de Kolbe (carboxilación de alcohol metílico), que proporciona mayores rendimientos de los reactivos de partida.

Este método también tiene desventajas, como por ejemplo la liberación a la atmósfera de acetaldehído y acetato de metilo sin reaccionar, el uso hipertensión, formación de subproductos, etc.

Sin embargo, alrededor del 50% de todo el ácido acético producido en el mundo se obtiene de esta forma, utilizando acetatos de manganeso (II) como catalizador. En general, este método es uno de los más convenientes y beneficiosos para la tecnología.

El ácido acético es una de las materias primas más populares y utilizadas y también tiene una gran demanda en las industrias alimentaria y química.

Lista de literatura usada

1) “Factor ambiental o ambiente como estímulo para la evolución de la química industrial." Roger Sheldon

) "Química orgánica". Morrison R., Boyd R., 1974

) “Mecanismos de reacción en química orgánica”. Sykes P., 1991

) “Recopilación de tareas y pautas para el cálculo del balance material de la producción químico-tecnológica”. MITHT, 2008

Lectura adicional:

5) “Curso general de procesos y aparatos de tecnología química”. Ainstein V.G., Zakharov M.K., 1999

) "Un breve libro de referencia sobre cantidades físicas y químicas". Ravdel AA, 1999

) "Esquemas de procesos tecnológicos químicos". Nosov G.A., Vyshnepolsky V.I., Lapshenkov G.I., 2011