Răspuns: Volumul de H₂, obținut în condiții normale de temperatura si presiune, implică calcule de puritate și de randament, pe baza ecuației chimice dintre CH₄ și vaporii de H₂O.
Etape de calcule:
a) scoatem datele problemei:
Stim:
-reacția chimică este:
CH₄ + H₂O (Ni, temperatură 600-1000grade C) = CO↑ + 3 H₂↑
-volumul de metan impur (gaz metan)=56 L (măsurat la t=0 ⁰C și p=1 atm)
-puritatea metanului = conținutul procentual de CH₄ din gazul metan = =p%=80%
-produsul util este H₂, folosit în sinteze
-randamentul in produsul util H₂= notat cu η = procentul de hidrogen care se obține practic dintr-o cantitate (Volum, c.n.) de CH₄ (pur); η = 90%
-formula de calcul η este:
η = V p H₂ .100 / V t H₂ (%)
unde:
Vp = volumul practic obținut de H₂ din instalația tehnologică
Vt= volumul teoretic de H₂, care s-ar obține dacă randamentul era de 100%, adică nu erau pierderi tehnologice .
Vp este mai mic decât Vt, la un randament mai mic decât 100%.
Vt se află prin calcul stoechiometric;
Vp se află din η și Vt.
Nu știm și vom calcula:
- volumul de CH₄ pur, pe care îl notăm cu X (L) =?
- volumul de H₂ rezultat stoechiometric din X (L) de CH₄ pur și este volumul teoretic de H₂ = Vt H₂ (L) = ?
- volumul de H₂, care se obține practic, pentru η =90% = V p H₂ (L)=?
b) Calcule. Etape
b1) Calculăm volumul de CH₄ pur, X(L) cu puritatea, astfel:
dacă în 100 % de gaz metan......................avem: 80 % CH₄ pur
atunci în 56 L gaz metan ............................avem X (L) CH₄ pur c.n.
X = 56 L . 80% / 100 %=44,8 L de CH₄ pur (c.n.)
b2) Calculăm acum Vt de CH₄, rezultat din 44, 8 L CH₄ (c.n.) prin calcul stoechiometric, cu volumul molar, astfel:
volume (L, c.n.) 44,8 L............................................................Vt de H₂
ecuația chimică: CH₄ + H₂O = CO↑ + 3 H₂↑
n moli: 1molCH₄..........1molH₂O.......1molCO..........3moli H₂
V m : 22,4 L/mol.......................................................3.22,4L/mol
V t H₂ = 44,8L . 3.22,4 L/mol/ 22,4 L/mol =134,4 L de H₂
b3) Calculăm acum Vp de H₂, care rezultă din instalație, pentru un randament de 90%, astfel:
η = V p H₂ .100 / V t H₂ (%)
Rezultă:
90% = V p H₂ . 100% / 134,4 L
90.134,4 L= Vp.100
V p = 90.134,4 /100 =12096:100 =120,96 L
R : 120,96 L
Verificați, calculele vă rog!
Explicație:
