Praktikum Verseifung
Auswertung
Zuerst ist die Berechnung der theoretischen Umsätze für die idealen Reaktoren durchzuführen. Anschließend werden die Umsätze experimentell durch Leitfähigkeitsmessung an den realen Reaktoren ermittelt.
- Hinweis
- Die Leitfähigkeitsmesszellen arbeiten mit einer Temperaturkompensation, die Bezugstemperatur ist 25 °C. Alle Berechnungen sind deshalb für T=25 °C durchzuführen.
Für die Ermittlung der theoretischen und experimentellen Umsätze der verschiedenen Reaktortypen sind folgende Vorbetrachtungen notwendig:
Berechnung der Konzentrationen der Edukte am Reaktoreingang
Der gesamte Volumenstrom des Reaktors setzt sich aus den beiden Volumenströmen der NaOH-Stammlösung () und der Ethylacetat-Stammlösung () zusammen. Es gilt somit folgende Gleichung:
Die tatsächlichen Anfangskonzentrationen und berechnen sich somit wie folgt:
- Abb.1
- Rechenhilfe zur Startkonzentration
- Hinweis
- Die Berechnungen gelten für den diskontinuierlichen Rührkessel analog, wenn die Volumenströme durch Teilvolumina ersetzt werden.
Berechnung der Verweilzeit
Die hydrodynamische (oder mittlere) Verweilzeit τ wird aus dem jeweiligen Reaktorvolumen und Volumenstrom berechnet und ergibt für kontinuierlich betriebene Reaktoren:
- Abb.2
- Rechenhilfe zur Verweilzeit
Berechnung der Geschwindigkeitskonstante k
Die Geschwindigkeitskonstante k ist temperaturabhängig und kann mit der Arrhenius-Gleichung berechnet werden:
- Abb.3
- Rechenhilfe zur Geschwindigkeitskonstante
Beispielrechnung - Geschwindigkeitskonstante k
Berechnung der experimentellen Umsätze
Die Berechnung des Umsatzes für Ethylacetat basiert auf Berechnung oder Messung der Konzentration an Ethylacetat bzw. Acetationen. Beides wird in den nachfolgenden Abschnitten erläutert. Prinzipiell erfolgt die Umsatzberechnung nach folgender Gleichung:
- Abb.4
- Rechenhilfe zum Umsatz