1338908447491811991882�6662997 o

1. W piecu o specjalnym przeznaczeniu spala się etan w czystym tlenie. Ilość doprowadzonego etanu 1 mol/min. Reakcje spalania przedstawia równanie 0= - C_;H₆ -3,5 0₂ +2C0₂ + 3H₂0 I dla ułatwienia przyjmujemy ze spalanie przebiega w sposób stechiometryczny. Obliczyć jaką ilość ciepła dostarcza ten piec w ciągu minuty, jeżeli temperatura spalania wynosi 1298K. Dane pomocnicze w 298K:

substancja	Delta Hf kJ/mol	a	b
c2H6	-85	5,4	0,18
n O SJ	-394	20	0,07
H;0	-242	32	0,002
02	-	28	-

AHfl(298) — 3 * &Hf H2o + 2 *    _C02 ~ ^^f.cw6

A//_N(298) = 3 * (-242) 4- 2 * (-394) - (-85) = -1429 kj

1298

AH„(1298) =n*AH_N(298) + n* J ^viCp dT

298    •

viCp = 3 * Cp(ll20) + 2 * Cp(C02) - 3,5Cp(02) - Cp(C2//6)

= 3 * (32 + 0,0027-) + 2♦(20 + 0,077) - 3,5 * 28 - (5,4 + 0,187) = 32.6 - 0,0347

1298

AH„(1298) = -1429000 / + j ( 32,6 - 0.0347)d7 = -1429000 + 5468

298    -------

= -1423, SkJ

2. Dany jest fragment schematu blokowego przepływów łączących trzy moduły. Oznaczyć symbolami wielkości charakteryzujące powyższy schemat. Ułożyć równania bilansowe opisujące przepływy, przedstawić w postaci macierzowej.

OaiicfiK

Qi2>:^k

F,_k-natężenie dopływu składnika k do modułu i

g_f0(c- natężenie dopływu składnika k z zewnątrz (moduł 0)

Równania bilansowe

Moduł 1 /i* = C/iok + Q\2kf2k ^=> fik “ Q\2kflk = 9\0k Moduł 2 f₂k = Q\lkf\k ^=> fik — Qllkf\k ⁼ 9

Moduł 3 /₃fc = g₂Ok + Qllkflk + <?32fc/zfc => hk - <?3l/l* - Qi2kflk = 9l0k

1	Q\2k	0		f\k		Q\0k'
	1	0	X	f?.k	—	0
■-Oai*	~Ql2k	1		hk.		.930k.

3. Eter etylowy otrzymuje się w reakcji odwodnienia etanolu

2C₂H_S0H->(C₂H_S)₂0+H₂0

Stopień przereagowania etanolu przy jednorazowym przejściu przez reaktor wynosi 0,9 a nieprzereagowany etanol po rozdzieleniu produktów reakcji zawraca się ponownie do

l!, aby produkować 148kg 1% etanol.

reaktora. Obliczyć w jakiej ilości dostarczać trzebąjś] eteru na godzinę. Przyjąć, że do reaktora doprowadzany jest

- n

V

V,

Metaroł=46,06904 g/mol M_etCf=74,1228 g/mol

F_cter=148 kg/h=148000/74,1228=1996,69 mol/h

cx=0,9

2 C₂H₅OH.......(C₂H₅)₂0+H₇0

n^ret,noi    1196,69 mol

0-9 « Etanol

neter

2    2 * 1996.69

y ⁿeeanol =-^9-^{= 4437}’^{09 mo(}

a

^- ne    „

—,— = 0,9 n* = 0,1 nj = 0,1 ♦ 4437,09 = 443,709 mol

ⁿe

n? =    - n* = 4437,09 - 443,709 = 3993,381 mol

m° = n° • Metanol = 3993,381 * 46,06904 = 183971 g

F    - ioaM

* etanol świeży    lo4

4.

Eter di etylowy otrzymuje się w reakcji odwodnienia etanolu wg reakcji 2C₂H_s0H->(C₂H_s)₂0+H₂0

Stopień przereagowania etanolu przy jednorazowym przejściu przez reaktor wynosi 90% molowych a nieprzereagowany etanol po rozdzieleniu produktów reakcji zawraca się ponownie do reaktora. Etanol używany jest w postaci azeotropu zawierającego 5% wag wody, w takiej postaci jest on zawracany. Obliczyć, w jakiej ilości dostarczać trzeba świeży surowiec, aby produkowaćl48kg eteru na godzinę.

^Mct»nei-46,06904 g/mol