V1 - Grundlagen der chemischen Verfahrenstechnik

• Biologische Kläranlagen, Fermenter

• Hoch- und Zementöfen

• Batterien

• Verbrennungsmotoren, Automobil- Katalysatoren

• Temperatur und Druck

• Katalysator

• Stoffzusammensetzung

• Verweilzeit und Vermischungsgrad

• Reaktorbauart

• Aggregatzustände

• Chargen- oder Fließbetrieb

• Größe der Austauschfläche

Eine Reaktionsgleichung ist eine quantitative Aussage über die umgesetzten, relativen Molzahlen pro Mol Formelumsatz.

1. Atomzahl jedes Elementes

2. Gesamtmasse

• Maß für den Reaktionsfortschritt

• Einfaches Berechnen von Konzentrationen durch Umgehen der Reaktionsgleichung

• Unabhängige Reaktionslaufzahlen bei komplexen Reaktionen

• Mikrokinetik:

  • Betrachtet die chemische Reaktionsgeschwindigkeit.

  • Abhängig von:

    • Konzentration der Reaktanden.

    • Temperatur im System.

    • Anwesenheit von Katalysatoren.

    • Lösungsmittel.

• Makrokinetik:

  • Betrachtet die Prozessgeschwindigkeit R∗R^*R∗.

  • Abhängig von:

    • Stoffaustauschprozesse.

    • Wärmeaustauschprozesse.

1. Stoffaustauschprozesse: Transport von Stoffen innerhalb und zwischen Phasen.

2. Wärmeaustauschprozesse: Temperaturveränderungen und Wärmetransport.

3. Reaktanden-Konzentrationen: Mengen der reagierenden Stoffe.

4. Katalysatoren: Stoffe, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen.

Arrhenius-Gleichung:

1. k0​: Präexponentialfaktor.

2. E: Aktivierungsenergie (kJ/mol).

3. R: Universelle Gaskonstante (8,314 J/(mol·K)).

4. T: Temperatur (K).

• Reaktion führt über einen aktivierten Zustand.

• Aktivierungsenergie muss überwunden werden, um die Reaktion zu starten.

Gleichgewicht:

• Bei Erreichen des Gleichgewichts: R=0

• Gleichgewichtskonstante:

  
  

Reaktionsgeschwindigkeit:

Das Massenwirkungsgesetz beschreibt das Gleichgewicht einer chemischen Reaktion.

Prinzip des kleinsten Zwanges:

• Übt man einen Zwang (z. B. Druck-, Temperaturänderung) auf ein System aus, reagiert das System so, dass der Zwang verringert wird (Le-Chatelier-Braun Prinzip).

beschreibt die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeiten von den Betriebsparametern.

• stoffliche Zusammensetzung

• Druck, Temperatur

• Lösungsmittel

• Katalysator

keien Einfluss auf das GGW!

Es wird nur die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht.