Duljina i udaljenost Masa Mjere za obujam rasutih proizvoda i prehrambenih proizvoda Površina Zapremina i mjerne jedinice u Recepti Temperatura Tlak, mehaničko naprezanje, Youngov modul Energija i rad Snaga Sila Vrijeme Linearna brzina Ravni kut Toplinska učinkovitost i iskoristivost goriva Brojevi Mjerne jedinice količine informacija Razmjenski tečajevi Veličine ženske odjeće i obuće Veličine muške odjeće i obuće Kutna brzina i rotacija frekvencija Ubrzanje Kutno ubrzanje Gustoća Specifični volumen Moment tromosti Moment sile Okretni moment Specifična kalorična vrijednost (po masi) Gustoća energije i specifična kalorična vrijednost goriva (po volumenu) Temperaturna razlika Koeficijent toplinskog širenja Toplinski otpor Toplinska vodljivost Specifični toplinski kapacitet Izloženost energiji, toplinska snaga zračenja Gustoća toplinskog toka Koeficijent prijenosa topline Volumenski protok Maseni protok Molarni protok Maseni protok Gustoća Molarna koncentracija Masena koncentracija u otopini Dinamička (apsolutna) viskoznost Kinematička viskoznost Površinska napetost Propusnost vodene pare propusnost, brzina prijenosa pare Razina zvuka Osjetljivost mikrofona Razina zvučnog tlaka (SPL) Svjetlina Svjetlosni intenzitet Osvjetljenje Razlučivost u računalnoj grafici Frekvencija i valna duljina optička snaga u dioptrijama i žarišnoj duljini Snaga u dioptrijama i povećanje leće (×) Električni naboj Linearna gustoća naboja Gustoća površinskog naboja Gustoća skupnog naboja Struja Linearna gustoća struje Površinska gustoća struje Jakost električnog polja Elektrostatički potencijal i napon Električni otpor Električni otpor Električna vodljivost Električna vodljivost Električni kapacitet Induktivitet Američki mjerni kabel Razine u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), vatima itd. jedinice Magnetomotorna sila Magnetsko polje jakost Magnetski tok Magnetska indukcija Brzina apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja Radioaktivnost. Radioaktivni raspad Zračenje. Doza izloženosti zračenju. Apsorbirana doza Decimalni prefiksi Prijenos podataka Tipografija i obrada slike Jedinice volumena drveta Izračun molarne mase Periodni sustav kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva

Kemijska formula

Molarna masa CH 3 COOH, octene kiseline 60.05196 g/mol

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

Maseni udjeli elemenata u spoju

Korištenje kalkulatora molarne mase

• Kemijske formule moraju biti unesene s razlikovanjem velikih i malih slova
• Indeksi se unose kao uobičajeni brojevi
• Točka na srednjoj crti (znak množenja), koja se koristi, na primjer, u formulama kristalnih hidrata, zamijenjena je pravilnom točkom.
• Primjer: umjesto CuSO₄ 5H₂O, pretvarač koristi pisanje CuSO4.5H2O radi lakšeg unosa.

Kalkulator molarne mase

madež

Sve tvari sastoje se od atoma i molekula. U kemiji je važno točno izmjeriti masu tvari koje ulaze u reakciju i iz nje nastaju. Prema definiciji, mol je količina tvari koja sadrži onoliko strukturnih elemenata (atoma, molekula, iona, elektrona i drugih čestica ili njihovih skupina) koliko ima atoma u 12 grama izotopa ugljika s relativnom atomskom masom od 12 Taj se broj naziva konstantom ili Avogadrovim brojem jednak je 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹.

Avogadrov broj N A = 6,02214129(27)×10²³ mol⁻¹

Drugim riječima, mol je količina tvari jednaka masi zbroju atomskih masa atoma i molekula tvari, pomnoženih s Avogadrovim brojem. Mol je jedna od sedam osnovnih jedinica SI sustava i označava se molom. Budući da su naziv jedinice i njezin simbol isti, treba napomenuti da se simbol ne mijenja, za razliku od naziva jedinice koji se može deklinirati prema uobičajena pravila Ruski jezik. Prema definiciji, jedan mol čistog ugljika-12 iznosi točno 12 grama.

Molekulska masa

Molarna masa je fizičko svojstvo tvari, definirano kao omjer mase te tvari i količine tvari u molovima. Drugim riječima, to je masa jednog mola tvari. U SI sustavu jedinica molarne mase je kilogram/mol (kg/mol). Međutim, kemičari su navikli koristiti prikladniju jedinicu g/mol.

molarna masa = g/mol

Molarna masa elemenata i spojeva

Spojevi su tvari koje se sastoje od različitih atoma koji su međusobno kemijski vezani. Na primjer, sljedeće tvari koje se mogu naći u kuhinji svake domaćice su kemijski spojevi:

• sol (natrijev klorid) NaCl
• šećer (saharoza) C₁₂H₂₂O₁₁
• ocat (otopina octene kiseline) CH₃COOH

Molarna masa kemijskih elemenata u gramima po molu brojčano je jednaka masi atoma elementa izraženoj u jedinicama atomske mase (ili daltonima). Molarna masa spojeva jednaka je zbroju molarnih masa elemenata koji čine spoj, uzimajući u obzir broj atoma u spoju. Na primjer, molarna masa vode (H₂O) je približno 2 × 2 + 16 = 18 g/mol.

Molekulska masa

Molekulska težina (stari naziv je molekularna težina) je masa molekule, izračunata kao zbroj masa svakog atoma koji čini molekulu, pomnožen s brojem atoma u toj molekuli. Molekularna težina je bez dimenzija fizička količina, brojčano jednaka molarnoj masi. To je, molekularna masa razlikuje se od molarne mase u dimenziji. Iako je molekularna masa bezdimenzionalna veličina, ona ipak ima vrijednost koja se naziva jedinica atomske mase (amu) ili dalton (Da), a približno je jednaka masi jednog protona ili neutrona. Jedinica atomske mase također je brojčano jednaka 1 g/mol.

Kolegijski projekt na OHT

"Industrijska metoda za proizvodnju octene kiseline"

Uvod

Octena (etanska) kiselina je organska tvar s molekulskom formulom CH 3COOH (skraćeno AcOH). To je limitirajuća slaba jednobazna kiselina. Soli octene kiseline i njezini esteri nazivaju se acetati .

Ocat (otopina octene kiseline) poznata je od davnina kao produkt vrenja. U antici (oko 3. st. pr. Kr.) ocat se koristio za proizvodnju olovnog bijelog. Trenutno, octena kiselina ima tri glavne namjene: prvo, kao otapalo za neke organske sinteze, drugo, kao slabo kiseli reagens (za gašenje nastalih glavnih proizvoda, itd.), i, konačno, treće, za proizvodnju važnih derivata, kao što su kiselinski klorid ili anhidrid octene kiseline , kao i ona amid I tako dalje. Acil klorid i anhidrid octene kiseline važna su sredstva za aciliranje koja se često koriste u organskoj sintezi.

Otopine octene kiseline koje se koriste u Industrija hrane(kao i u kućanstvu kuhanju i soljenju) imaju imena ocat (3-15%) i octena esencija (70-80%). Apsolutna octena kiselina (ca. 99,8%) naziva se led , jer kada se zamrzne, stvara masu nalik ledu.

Obujam proizvodnje octene kiseline je oko 5 milijuna tona godišnje, od čega se oko 50% proizvodi Kolbeovom metodom (vidi dolje).

. Fizikalno-kemijska svojstva

Na n.o. octena kiselina je bezbojna tekućina izrazito oštrog mirisa. Donja tablica sažima glavne fizičke konstante octene kiseline.

M r , g/molp, g/cm 3Ttopiti., oko STkip., oko SKrit. točka Rez., J/mol*KDN oko , kJ/molrKan60.051.049216.75118.1321.6 oko C 5.79 MPa 123.4-4874.761.372

Octena kiselina ambijentalni u odnosu na otapala, jer ima u svom sastavu polarnu grupu (-COOH) i nepolarnu (-CH 3). Stoga je savršeno topljiv u vodi iu nekim organskim otapalima. Također tvori dvostruke i trostruke azeotrope tipa "octena kiselina-voda-organsko otapalo".

Octena kiselina je slaba organska kiselina. Može reagirati s aktivnim metalima uz oslobađanje vodika:

Prelaze u kiselinske derivate pod djelovanjem odgovarajućih reagensa (važne reakcije u organskoj sintezi):

a) u kisele halogenide

b) u estere

c) u amide

Vratiti u etilni alkohol:

Također ulazite u reakcije supstitucije na metilnoj skupini, od kojih je najvažnija Gel-Volhard-Zelinsky reakcija, koja se koristi za dobivanje važne aminokiseline - glicina:

Štoviše, svakom sljedećom zamjenom, zbog induktivnog učinka halogena, jačina kiseline raste. Tako je, na primjer, trifluoroctena kiselina po snazi ​​bliska mineralnim kiselinama.

. Kako doći

Najprofitabilniji i očiti kemijska metodadobivanje octene kiseline je oksidacija odgovarajućeg aldehida ( acetaldehid ili etanal ), koji se pak dobiva na jedan od dva načina: hidratacijom acetilen u prisutnosti živinih (II) soli (Chugajevljeva reakcija), ili oksidacijom (dehidrogenacijom) etil alkohol preko vrućeg bakra:

Sam acetaldehid lako oksidira atmosferskim kisikom i polako prelazi u octenu kiselinu.

Prva metoda dobivanja etanola Chugaevljevom reakcijom nije isplativa iz mnogo razloga, uključujući rad s eksplozivnim acetilenom, kontaminaciju proizvoda otrovnim živinim solima, velike količine reaktora i tako dalje. Najčešći je drugi način dobivanja iz etilnog alkohola (koji se proizvodi u ogromnim količinama i relativno je jeftin).

Nastali acetaldehid oksidira se kisikom u prisutnosti katalizatora - soli mangana (II). Upravo će ova metoda biti razmotrena u nastavku.

Suvremenija je metoda katalitičke karbonilacije metanola (Kolbeova metoda) prema reakciji:

Ova metoda omogućuje postizanje prinosa reda veličine 99% za metanol i 90% za CO. Sastoji se od propuštanja ugljičnog monoksida na temperaturi od 180°C i tlaku od 200-700 atm kroz mješavinu reagensa. Katalizatori su jodidi kobalta ili rodija, a rjeđe spojevi iridija. Na ovaj trenutak oko 50% sve octene kiseline proizvedene u svijetu dobiva se ovom metodom.

Postoje također biokemijske metode(tj. fermentacijom šećera), međutim, rijetko se koriste, uglavnom zbog njihove niske produktivnosti i poteškoća u odvajanju dobivene smjese proizvoda.

. Opravdanost izbora tehnološkog procesa metodom oksidacije etanola

Ova metoda ima niz pozitivnih kvaliteta, kao što su:

)Jeftini početni reagensi

)Visoke performanse

)Relativno niski troškovi energije (50-60 o IZ)

)Visoki prinosi početnih reagensa

)Visoka pretvorba i selektivnost procesa

)Relativno lako odvajanje smjese

Reakcija se provodi u koloni s mjehurićima. Povišena temperatura potrebno za sprječavanje popratne reakcije stvaranja peroksida (zbog čega može nastati eksplozivna smjesa). Gornja granica temperature određena je hlapljivošću acetaldehida. Octena kiselina nije samo proizvod reakcije, već i otapalo, što uvelike pojednostavljuje proces.

Glavni tehnološki pokazatelji procesa sažeti su u donjoj tablici:

. Tehnološka shema procesa

Dolje je pojednostavljeni dijagram toka za proizvodnju octene kiseline oksidacijom acetaldehida. Oznake dane u dijagramu sažete su u tablicama.

Početna smjesa (I) ulazi u izmjenjivač topline (1), gdje se zagrijava do reakcijske temperature (50-80 °C). Zagrijavanje se vrši grijaćom parom (IX), koja se zatim u obliku kondenzata (X) odvodi iz prstenastog prostora. Dovod aldehida proizvodi se centrifugalnim pumpama (5) i regulira ventilima.

Zagrijani aldehid ulazi u kolonu s mjehurićima (2) opremljenu spiralnim hladnjacima (reakcija je egzotermna). U kolonu se upuhuje tehnički kisik (II), počinje oksidacija aldehida.

Nastali produkti u obliku parno-tekuće smjese ispuštaju se kroz vrh kolone i ulaze u razdjelnik (4), nakon čega dio reakcijske mase ulazi u prvu destilacijsku kolonu (3), dizajniranu za uklanjanje hlapljivih nečistoća ( ispušni plinovi - VII). Nadalje, ostatak reakcijske mase (IV) ulazi u drugu kolonu, gdje se nastala octena kiselina (V) ispušta potrošaču ili u skladište. PDV ostatak (VI) koji sadrži etiliden diacetat je također uklonjen iz kolone. Nereagirani acetaldehid (VIII) vraća se u kolonu s mjehurićima, čime se smanjuje količina aldehida koja je početno potrebna da se osigura zadani učinak (povećana konverzija sirovine). .

Tablice glavnih tokova i oznaka:

Naseljski dio

. Izrada materijalne bilance

Izrada materijalne bilance jedna je od glavnih točaka u proračunu tehnoloških procesa. Njegova bit leži u zakonu održanja mase (Dolazak-Odlazak=0). Zahvaljujući formuliranju jednadžbi mat. ravnoteže, možete raditi s različitim indikatorima procesa (koncentracije, maseni tokovi itd.) kako biste optimizirali proces.

Trebali biste započeti sastavljanje bilance s pojednostavljenim dijagramom u obliku blokova. Svaki od blokova će uključivati ​​glavnu funkciju - miješanje, oksidaciju ili distribuciju. Za ovaj proces, dijagram toka izgledat će ovako (sastav tokova naveden je u gornjoj tablici):

Dakle, može se vidjeti da je tehnološka shema podijeljena u četiri glavna bloka:

1) Jedinica za miješanje.

)Jedinica za oksidaciju (izravno sama kolona mjehurića).

)Blok za odvajanje (prva destilacijska kolona, ​​iz koje se uklanjaju hlapljive tvari, ispušni plinovi).

)Blok odvajanja i vraćanje neizreagiranih sirovina u prvi blok.

U drugom bloku mase se preraspodjeljuju zbog kemijskih transformacija prema glavnoj reakciji:

CH 3CHO + 0,50 2 = CH 3UNSD

I za dvoje neželjene reakcije nastajanje metil acetata odnosno etiliden diacetata:

CH 3CHO + 1,50 2= CH 3OOOOOOOo 3+ CO2 + H 2O

CH 3CHO + O 2= CH 3CH(OOCH 3)2+ H 2O

Na temelju zadane produktivnosti proizvoda i selektivnosti i stupnja pretvorbe za acetaldehid, potrebna količina etanala može se izračunati pomoću osnovne jednadžbe:

gdje je N broj molova izvornog acetaldehida potreban da uđe u prvi reaktor; M je molarna masa proizvoda (octena kiselina); a i c su stehiometrijski koeficijenti reaktanta i produkta,

Stoga bi blok 1 trebao primiti 31,6265 kmol acetaldehida. Treba napomenuti da acetaldehid ulazi i u čisti (izvorni) i u reverzni (nakon četvrtog bloka) kroz recirkulaciju. Maseni protok je:

Također izračunavamo količinu nastalih nusproizvoda:

a) metil acetat:

b) etiliden diacetat:

Gdje su 0,5 i 0,33 faktori pretvorbe (uzimajući u obzir stehiometriju reakcije). Izračunajte količinu kisika potrebnu za reakciju (uzimajući u obzir njegovu pretvorbu, tj. nepotpunu pretvorbu):

Tehnički kisik sadrži malu količinu dušika (2,5%), što treba uzeti u obzir:

Nereagirani aldehid:

Količina proizvedenog ugljičnog dioksida:

Nastala je voda po reakcijama:

Treba imati na umu da sa sirovinom dolazi i voda.

Aldehid (u atmosferu):

Aldehid (u 4. bloku):

Budući da se sav aldehid koji prolazi u blok 4 zatim vraća u blok 1, sada je moguće izračunati količinu svježeg aldehida koji ulazi u 1. blok za miješanje:

Kao i količina nečistoća (octena kiselina i voda) u svježem aldehidu:

Ukupna količina vode (reakcijom i sa svježim aldehidom) je:

Octena kiselina nastaje kao rezultat reakcije i kada ulazi sa svježim aldehidom:

Dio vode se uklanja zajedno s octenom kiselinom (0,2% težine):

Bilanca vode se sastavlja na sljedeći način: nastaje reakcijom + sa svježim aldehidom - s kiselinom - u atmosferu = 0. Zatim:

Radi praktičnosti, sve izračunate vrijednosti sažete su u tablici toka i tablici materijalne bilance.

*Napomena #1: Metil acetat ima vrelište od 57°C i vrlo je hlapljiv, pa se uklanja ispušnim plinovima, tj. u trećem bloku (prva destilacijska kolona).

*Napomena #2: Također treba uzeti u obzir da postoji stalna količina octene kiseline (kao otapala) u koloni, a acetaldehid se reciklira.

Zaključak

kiselinski aldehid etanal

Zaključno, valja napomenuti da je ova metoda praktički glavna u proizvodnji octene kiseline. U posljednje vrijeme sve se više zamjenjuje Kolbeovom metodom (karboksilacija metilnog alkohola) koja daje veće prinose polaznih reagensa.

Ova metoda također ima nedostatke, kao što je, na primjer, ispuštanje neizreagiranog acetaldehida i metil acetata u atmosferu, korištenje visoki krvni tlak stvaranje nusproizvoda itd.

Ipak, oko 50% sve proizvedene octene kiseline u svijetu dobiva se na ovaj način, koristeći mangan (II) acetate kao katalizator. Općenito, ova metoda je jedna od najprikladnijih i najpovoljnijih za tehnologiju.

Octena kiselina jedna je od najpopularnijih i najkorištenijih sirovina, a također je vrlo tražena u hrani i kemijska industrija.

Popis korištene literature

1) „Ekološki faktor odn okoliš kao poticaj za razvoj industrijske kemije". Roger A. Sheldon

) "Organska kemija". Morrison R., Boyd R. 1974

) "Reakcijski mehanizmi u organskoj kemiji". Sykes P., 1991

) "Zbirka zadataka i smjernica za proračun materijalne bilance kemijskih i tehnoloških industrija." MITHT, 2008. (enciklopedijska natuknica).

Dodatna literatura:

5) "Opći tijek procesa i aparata kemijske tehnologije". Einstein V.G., Zakharov M.K., 1999

) "Kratki priručnik o fizikalnim i kemijskim veličinama". Ravdel A.A., 1999

) "Sheme kemijsko-tehnoloških procesa". Nosov G.A., Vyshnepolsky V.I., Lapshenkov G.I., 2011.