Стехиометрия химических превращений.

Стехиометрические уравнения показывают, в каких соотношениях вещества вступают в химическое взаимодействие.

Общий вид стехиометрического уравнения:

В соответствии с этим стехиометрическим уравнением изменения количеств веществ-участников связаны между собой следующими соотношениями:

Рассмотрим технологические показатели стадии превращения.

Степень превращения вещества – отношение количества реагента, вступившего в реакцию, к его исходному количеству:

где Х_А – степень превращения реагента А; n_A, n_A0 – количество исходного реагента А в начале и в конце процесса.

Степень превращения может быть определена для любого исходного реагента, например,

Из соотношения (1) и определений Х_А и Х_В, получим связь между степенями превращения реагентов А и В, которая позволяет рассчитать неизвестную степень превращения одного реагента, зная степень превращения другого:

Можно определить количество любого вещества N_i в реагирующей смеси:

Если реакция протекает без изменения объема реакционной смеси или не происходит изменения общего количества реагирующих веществ, то степень превращения можно выразить через концентрации:

Для сложной реакции кроме степени превращения вводят дополнительные характеристики процесса: селективность процесса и выход продукта.

Селективность – это отношение количества исходного реагента, расходуемого на целевую реакцию, к общему количеству исходного реагента, пошедшего на все реакции.

Для двух параллельных реакций:

селективность по продукту R

Для двух последовательных реакций:

селективность по продукту R

Выход продукта − это отношение реально полученного количества продукта к максимально возможному его количеству, которое могло бы быть получено при данных условиях протекания химической реакции (или отношение количества молей реально полученного продукта к количеству молей взятого исходного сырья с учетом стехиометрических коэффициентов):

Уравнение, связывающее степень превращения исходного вещества, выход продукта и его интегральную селективность, имеет вид