HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG KHUẤY TRỘN LIÊN TỤC

HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG KHUẤY TRỘN LIÊN TỤC
1. Mục đích thí nghiệm
 Xác định hằng số tốc độ phản ứng trong thiết bị phản ứng khuấy
trộn liên tục.
 Xác định sự ảnh hưởng của khả năng khuấy trộn đến tốc độ phản
ứng.
 Đánh giá hoạt động của thiết bị phản ứng khuấy trộn liên tục theo
thời gian.
2. Cơ sở lý thuyết
2.1xác định nồng độ qua độ dẫn điện
Dựa theo phương trình phản ứng giữa NaOH và Etyl Axetat, nếu nồng
độ ban đầu của các chất bằng nhau(bằng a
o
) và độ chuyển hóa là (X
a
) thì
nồng độ các chất sau phản ứng sẽ được xác định như sau:
NaOH + CH
3
COOC
2
H
5
→ CH
3
COONa +
C
2
H
5
OH

(a
o
– X
a
) (a
o
– X
a
) (X
a
) (X
a
)
Độ dẫn điện của hỗn hợp phản ứng trong thiết bị phản ứng thay đổi
theo độ chuyển hóa và điều đó cung cấp phương pháp hữu ích cho việc
theo dõi quá trình phản ứng.
Nồng độ dòng nhập liệu có thể tính toán như sau:
 Nồng độ NaOH trong nhập liệu : a
o =
a
a b
V
V V+

.a
 Nồng độ CH
3
COOC
2
H

5
trong nhập liệu : b
o =

b
a b
V
V V+
.b
Trong đó :
V
a
= thể tích dung dịch NaOH sử dụng
Vb = Thể tích dung dịch CH3COOC2H5 sử dụng
Nồng độ Natri Acetat cuối cùng trong thiết bị phản ứng tại điều kiện
phản ứng hoàn toàn được xác định
c
∞
= b
o
nếu b
o
<

a
0
hoặc
c
∞
= a

0
nếu b
o
≥

a
0
Xác định độ dẫn điện cuối cùng ứng với nồng độ Natri acetate bằng
phương trình sau ;
Λ
C
∞
= 0,070.[1+ 0,0248.(T -294)]. c
∞
cho T ≥ 294
Tương tự có thể tính toán nồng độ NaOH theo kết quả đo độ dẫn điện
bằng:
Λ
a
∞

= 0,195.{1+ 0,0148.(T – 294)}a
∞
cho T ≥ 294
Lúc này :
a
∞
= 0 nếu a
o
< bo hoặc

a
∞
= (a
o
- b
o
) nếu a
o
≥ b
o
Vì vậy :
Λ
o
= Λ
ao
(chấp nhận C
o
= 0)
Λ
a
∞
=
0,195.{1+ 0,0148.(T – 294)} nếu a
∞

≠ 0
Λ∞ = Λ
C
∞
+

Λ
a
∞
Sử dụng những giá trị dẫn điện tại điểm đầu vào cuối khi chúng ta tính
toán giá trị nồng độ NaOH (a1) và nồng độ Natri Acetat và độ chuyển
hóa (X
a
) và (Xc) cho mỗi mẫu đo độ dẫn điện thu thập được tại các điểm
đánh dấu trong thực nghiệm.
Vì vậy
( )
1
1 0
.
o
o
o
a a a a
∞
∞
 
Λ − Λ
= − +
 
Λ − Λ
 
1
1
.
o

o
c c
∞
∞
 
Λ − Λ
=
 
Λ − Λ
 
(chấp nhận c
o
= 0)
1o
a
o
a a
X
a
−
=

1
c
c
X
c
∞
=
( cho c

o
= 0)
St
t
t(s)
τ
V
NaO
H
(lít)
3 2 5
CH C OOC H
V
(lit)
C
NaOH
(mol/lit
)
3 2 5
CH C OOC H
C
(Mol/lit)
Λ
(mS
)
N
(rpm
)
T
(

0
C)
V
(lit
)
1 30 693 807 0.1 0.1
6.5
7
5
32.
6
2 120 693 807 0.1 0.1
6.2
8
32.
6
3 240 693 807 0.1 0.1
6.1
2
32.
6
4 360 693 807 0.1 0.1 6
32.
6
5 480 693 807 0.1 0.1
5.8
9
7
32.
6

6 600 693 807 0.1 0.1
5.8
4
32.
6
7 720 693 807 0.1 0.1
5.8
1
32.
6
8 840 693 807 0.1 0.1
5.7
7
9
32.
6
9 960 693 807 0.1 0.1
5.7
6
32.
6
1
0
108
0
693 807 0.1 0.1
5.7
4
32.
6

Bảng tính toán nồng độ
St
t
t (s)
0
NaOH
C
(mol/li
t)
3 2 5
0
CH C OOC H
C
(mol/lit)
0
Λ
(mS)
NaOH
C
∞
(mol/li
t)
3
CH COONa
C
∞
(mol/l
it)
∞
Λ

(mS)
1 30
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
2 120
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
3 240 0.046 0.0538 10.5556 0 0.0462 0.00416
2 7 4
4 360
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4

5 480
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
6 600
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
7 720
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
8 840
0.046
2

0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
9 960
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
1
0
108
0
0.046
2
0.0538
10.5556
7
0 0.0462
0.00416
4
Bảng 3: xác định hằng số tốc độ phản ứng
St
t

t (s)
NaOH
C
3
CH C OONa
C
NaOH
X
3
CH COONa
X
k
1
0
ln
C C
C C
∞
∞
−
−
1 30
0.02874
9
0.01745
1
0.99727
6
0.37773
4

8206.80
2
-
0.4743
9
2 120
0.02747
9
0.01872
1
0.99739
7
0.40521
9
8983.86
5
-
0.5195
6
3 240
0.02677
8
0.01942
2
0.99746
3
0.42038
2
9460.70
8

-
0.5453
9
4 360
0.02625
3
0.01994
7
0.99751
3
0.43175
5
9843.68 -0.5652
5 480
0.02577
1
0.02042
9
0.99755
9
0.44218
10215.5
2
-
0.5837
2
6 600
0.02555
2
0.02064

8
0.99757
9
0.44691
9
10391.5
3
-
0.5922
5
7 720
0.02542
1
0.02077
9
0.99759
2
0.44976
2
10499.3
3
-0.5974
8 840 0.02524
6
0.02095
4
0.99760
8
0.45355
3

10645.6
9
-
0.6043
2
9 960
0.02520
2
0.02099
8
0.99761
2
0.45450
1
10682.7
6
-
0.6060
5
1
0
108
0
0.02511
4
0.02108
6
0.99762
1
0.45639

6
10757.4
8
-
0.6095
3
Đồ thị