濃度は、あらゆる反応において重要な役割を果たします。すべての反応は、反応物の濃度によって決まるペースで進行します。反応の収益性と実行可能性は、反応の結果生成される生成物の濃度にも依存します。
したがって、反応を大規模に行わなければならない場合、反応物と最終生成物の濃度が非常に重要な役割を果たします。集中力を考慮しなければ、業界は、彼らが行っている反応が利益をもたらすかどうかを判断する方法がありません.
集中力とは?
濃度とは、特定の地域に存在する特定のエンティティの量を指します。この量は、モル、キログラムなどのさまざまな用語で表すことができます。エンティティの濃度は、通常、何らかの溶液または混合物を参照して話されます。反応に関して、反応物質の濃度について言及する場合、それは反応物質混合物中の反応物質の濃度を指します。
ル・シャトリエの集中力の原則
集中力を考慮することの重要性は、平衡への影響を考慮せずに適切に表現することはできません。すべての反応は平衡に達するために発生しますが、ほとんどの業界では、平衡を有利に傾けるために特定の慣行を採用しています。これを実現するために、ル シャトリエの原理を反応物の濃度と組み合わせて使用します。
すべての反応は、実体のモル数で理解できます。 A + B → C と言うとき、ここでは 1 モルの A が 1 モルの B と反応して 1 モルの C を生成する濃度を指します。この反応が平衡に達すると、同量の生成物が壊れます。製品を作成するために消費される反応物の量と比較して、反応物を生成するためにダウンします。
この平衡を傾けてより多くの生成物を生成するには、反応混合物中の反応物の濃度を変更する必要があります。ルシャトリエの原理によれば、反応物のモル数が生成物のモル数よりも大きい場合、反応物のモル数を増やすと、より多くの生成物が得られます。これは、平衡状態では、反応物と生成物の混合物の圧力が一定になるために発生します。しかし、反応物混合物にさらに反応物を追加すると、生成物混合物と比較してその圧力が増加します。したがって、圧力を安定させるために、より多くの製品が生産されるため、平衡は順方向に移動します。
この考察の逆は、より少ないモルの反応物がより多くのモル数の生成物を生成する場合、反応物の濃度を増加させると生成される生成物の量が減少することです。反応を有益なものにするために、ルシャトリエの原則に従って濃度を考慮する必要があります。これにより、業界は収益性の高い反応を生み出すために必要な変更を正確に見積もることができます。
集中考慮とは?
業界における集中配慮の最も顕著な例の 1 つは、連絡プロセスにあります。接触プロセスの 2 番目のステップは、二酸化硫黄を三酸化硫黄に変換することです。
製品の二酸化硫黄が接触工程に入った後、二酸化硫黄から三酸化硫黄が生成されます。三酸化硫黄は発煙硫酸を生成するための出発物質であるため、この反応は重要です。
このステップの重要性のため、三酸化硫黄の収率を可能な限り最大化することが不可欠です。これを行うには、温度、圧力、反応物の濃度などのさまざまな要因が関係します。したがって、生成される三酸化硫黄の総量に影響を与えるため、反応物の濃度は非常に重要です。
二酸化硫黄が三酸化硫黄に変換される反応は、
2SO2 + O2 ⇒ 2SO3
ル シャトリエの原理によると、平衡の左側にある反応物のモル数が増加すると、右側に形成される生成物のモル数も増加します。つまり、均衡は製品側に押し出されます。
しかし、これは経済的な解決策に関するジレンマをもたらします。生成される二酸化硫黄の量は、接触プロセスの最初のステップによって異なります。たとえば、二酸化硫黄の量は、より多くの金属硫化物を焙煎するか、より多くの硫黄を燃焼させることで増やすことができますが、どちらも特定の義務量を超えて増やすことはできません.
したがって、経済的な解決策は、反応物側の酸素濃度を高めることです。酸素は空気中に存在するため、酸素濃度を上げるのは簡単です。より多くの空気を通過させると、自動的に酸素濃度が上がります。
酸素濃度を上げると、変換される二酸化硫黄の量が増えます。しかし同時に、触媒である五酸化バナジウムを通過するガスには、反応しない酸素が多く含まれます。
これは、変換された二酸化硫黄の量が多くても、反応混合物中の二酸化硫黄の濃度が触媒にとって十分でないため、毎日生成される三酸化硫黄の量が少なくなることを意味します。
結論
1:1 の反応体比は、酸素を使用して二酸化硫黄を変換することと、触媒が反応を平衡の右側にシフトできるようにすることとの間で適切なバランスを見つけるため、最高量の三酸化硫黄を生成します。
硫酸の生成は非常に重要な作業であり、各反応物の濃度が重要な役割を果たします。したがって、硫酸を製造する準備をする際には、接触プロセスの濃度を考慮することが不可欠です。
