Форма записи экспериментальных данных

Исходные данные для расчётов реактора смешения периодического действия вносят в таблицу 5.1.

Таблица 5.1. Исходные данные

Название и формула эфира уксусной кислоты	Объём 0,1 Н раствора щёлочи (Vщ), мл	Объём 0,1 Н раствора эфира (Vэф), мл	Начальная концентрация щёлочи (С ), моль/л	Начальная концентрация эфира (С ), моль/л

Начальные концентрации щёлочи и эфира в реакторе находят по уравнениям

C = V_щ× N_щ/(V_щ + V_эф), (5.4)

где V_щ - объём щёлочи в реакторе, мл; N_щ - концентрация щёлочи в исходном растворе, моль/л; V_эф - объём раствора эфира в реакторе, мл.

C = V_эф× N_эф/(V_щ + V_эф), (5.5)

где N_эф - концентрация эфира в исходном растворе, моль/л.

Экспериментальные результаты исследования работы РИС заносят в таблицу 5.2.

Таблица 5.2. Экспериментальные результаты

Время опыта (t), мин	Объём 0,1 Н раствора щёлочи на титрование пробы (Vx), мл	Концентрация щёлочи (Сщ), моль/л	Концентрация эфира (Сэф), моль/л

5.3.2. Расчёт работы реактора

Текущую концентрацию щёлочи в реакторе рассчитывают по формуле

С_щ = (5 - V_x× К) × 10^-2, моль/л, (5.6)

где V_х - объём 0,1 Н HCl для нейтрализации щёлочи в пробе, мл; К - поправка к титру щёлочи) и заносят в таблицу 5.2.

Текущая концентрация эфира в реакторе рассчитывается из его начальной концентрации и количества щёлочи, прореагировавшей к данному моменту времени,

С_эф = С - (С - С_щ). (5.7)

Степень превращения реагентов определяется по формуле

X_A = (C - C_A)/C , (5.8)

где С - начальная концентрация реагента; C_А - текущая концентрация.

Для расчёта работы реактора идеального смешения периодического действия используется известное характеристическое уравнение. Так как реакция гидролиза сложных эфиров щёлочью является необратимой, то она может быть описана уравнением второго порядка

U = -dC_щ/dt = k× C_щ× C_эф, моль/л× мин, (5.9)

где k - константа скорости реакции, л/моль× мин.

При нестехиометрическом соотношении щёлочи и эфира константа скорости гидролиза может быть найдена после интегрирования кинетического уравнения

k× t = (1/(C – С )) × ln((C_эф× C )/(C_щ× C )). (5.10)

Если обозначить правую часть уравнения через Y, то получим анаморфозу кинетической кривой гидролиза в виде прямой линии, проходящей через начало координат:

Y = k× t. (5.11)

По методу наименьших квадратичных отклонений величину k можно рассчитать по формуле 4.14.

Расчёты заносят в таблицу 5.3.

Таблица 5.3. Обработка экспериментальных данных

Время опыта	Степень превращения, %	Степень превращения эфира, %	Y, л/моль	k, л/моль× мин	U, моль/л× м

Значения k рассчитывают по формуле k = Y/t.