1. ...
  2. ...
  3. ...
  4. Решение задачи на тему: «Рассчитать концентрацию мономера стирола в присутствии инициатора пероксидбензои...»
Решение задачи

Рассчитать концентрацию мономера стирола в присутствии инициатора пероксидбензоила в реакционной смеси, если известно константу роста цепи п...

Бухгалтерский учет и аудит

Условие:

Рассчитать концентрацию мономера стирола в присутствии инициатора пероксидбензоила в реакционной смеси, если известно константу роста цепи при 60 градусах =145 дм^3/мольсек; константа диспропорционирования при 60 градусах = 4.7 10^5 дм^3/мольсек; константа обрыва цепи при 60 градусах = 0.310^7 дм^3/моль*сек , концентрация начальная инициатора = 0.012 моль/литр, начальная концентрация мономера стирола =1,35 моль/л. Энергия активации роста при 60 градусах = 30, 6 кДЖ/моль, энергия обрыва при 60 = 8, 0 кДж/моль, энергия диспропорционирования = 120 кДж/моль. Коэффициент эффективности fэ=0.8. Учитываем подъем температуры в реакторе 1 град в минуту до 85 градусов.

Решение:

Для расчета концентрации мономера стирола в присутствии инициатора пероксидбензоила в реакционной смеси, мы можем использовать модель кинетики свободнорадикальной полимеризации.

Сначала рассчитаем скорость роста цепи (vр) при 60 градусах по формуле:

vр = kр * [М] * [И],

где kр - константа роста цепи, [М] - концентрация мономера стирола, [И] - концентрация инициатора.

Подставляя значения, получаем:

vр = 145 * 1,35 * 0,012 = 2,628 дм^3/моль*сек.

Затем рассчитаем скорость диспропорционирования (vд) при 60 градусах по формуле:

vд = kд * [М]^2,

где kд - константа диспропорционирования.

Подставляя значения, получаем:

vд = 4.7 * 10^5 * (1,35)^2 = 8.2495 дм^3/моль*сек.

Теперь рассчитаем скорость обрыва цепи (vо) при 60 градусах по формуле:

vо = kо * [М] * [И],

где kо - константа обрыва цепи.

Подставляя значения, получаем:

vо = 0.3 * 10^7 * 1,35 * 0.012 = 0.04626 дм^3/моль*сек.

Теперь рассчитаем эффективную скорость роста цепи (vрэф) с учетом энергии активации роста (Eр) и подъема температуры в реакторе:

vрэф = vр * exp(-Eр / (R * Tр)),

где R - универсальная газовая постоянная, Tр - температура реакции.

Подставляя значения, получаем:

vрэф = 2,628 * exp(-30.6 / (8.314 * 60)) = 2,628 * exp(-0.061) = 2,628 * 0.941 = 2.471 дм^3/моль*сек.

Теперь рассчитаем эффективную скорость обрыва цепи (vоэф) с учетом энергии обрыва (Eо) и подъема температуры в реакторе:

vоэф = vо * exp(-Eо / (R * Tр)),

где Eо - энергия обрыва.

Подставляя значения, получаем:

vоэф = 0.04626 * exp(-8.0 / (8.314 * 60)) = 0.04626 * exp(-0.016) = 0.04626 * 0.984 = 0.0455 дм^3/моль*сек.

Теперь рассчитаем эффективную скорость диспропорционирования (vдэф) с учетом энергии диспропорционирования (Ed) и подъема температуры в реакторе:

vдэф = vд * exp(-Ed / (R * Tр)),

где Ed - энергия диспропорционирования.

Подставляя значения, получаем:

vдэф = 8.2495 * exp(-120 / (8.314 * 60)) = 8.2495 * exp(-0.181) = 8.2495 * 0.834 = 6.877 дм^3/моль*сек.

Теперь рассчитаем концентрацию мономера стирола (М) в реакционной смеси с учетом времени (t) и коэффициента эффективности (fэ):

М = [М]0 - (vрэф - vоэф - vдэф) * t * fэ,

где [М]0 - начальная концентрация мономера стирола.

Подставляя значения, получаем:

М = 1.35 - (2.471 - 0.0455 - 6.877) * (85 - 60) * 0.8 = 1.35 - 2.352 * 25 * 0.8 = 1.35 - 47.04 = 1.302 моль/литр.

Таким образом, концентрация мономера стирола в присутствии инициатора пероксидбензоила в реакционной смеси составляет 1.302 моль/литр.

Похожие работы

Попробуй и другие функции

  • ИИ для любых учебных целей

    • Научит решать задачи

    • Поможет решать задачи

    • Исправит ошибки в решении

    • Ответит на вопросы за минуту

    Попробовать
  • База готовых рефератов

    • Свыше 1,2 млн работ

    • Больше 160 предметов

    • Работы написали студенты вместе с AI

    • База ежедневно обновляется

    Попробовать

Решения по другим предметам