ĐỀ CƯƠNG HÓA HỌC ĐẦY ĐỦ

1

1

QUÁ TRÌNH 3
1.

2.

3.

4.

1

Đinh luật Henrry : Áp suất riêng phần của 1 cấu tử trong
pha khí thì tỉ lệ với nồng độ của chính nó trong pha lỏng,
tại trạng thái cân bằng theo hệ số ψ ( si ).
- pt đường cb pha: yi = ψ. Xi / p
- m= ψ/p
ptcb pha : y*=m.x
- khuếch tán phân tử là sự dao động nhiệt của tất cả
các phần tử (chất lỏng hay chất khí) ở nhiệt độ lớn hơn
độ không tuyệt đối. Tốc độ của chuyển động nhiệt là
hàm số của nhiệt độ, độ nhớt của dòng chảy và kích
thước (khối lượng) của các phần tử nhưng không phải
là hàm số của nồng độ.
Cân bằng vật chất theo tuyệt đối: ( cho toàn bộ tb)
ɸy G= Gy – G’y= Gav- Gar= Gy ( yd – yc ).
ɸx G = G’x- Gx = G’av- G’ar = Gx ( xc- xd )
== ptcbvc : Gy ( yd – yc )= Gx ( xc- xd ).

Cân băng vật chất theo tương đối : ( cho toàn bộ tb)
Yd= Gav/Gar  Gav= Yd.Gav
Yd= Gav/Gy Gav= Yd. Gy
ɸy = G= Gav- Gar = Gtr ( Yd- Yc )
ɸx = G’ = Gx ( Xc- Xd ) = G’ = Gdm( Xc- Xd )
Ptcbvc : Gtr ( Yd- Yc )= Gdm( Xc- Xd )
Thiết lập ptcbvc cho 1 đoạn tháp bất kỳ theo nồng độ
phần mol tương đối:
- TH1: Đỉnh tháp :
ɸy: y => yc
ɸx: xd => x
ɸy cho : G= Gy ( y – yc ).
ɸx nhận : G’=)= Gx ( x- xd ).
1


2

2

Cbvc cho 1 đoạn tháp : Gy ( y – yc )= Gx ( x- xd ).
y= Gx/Gy + yc – Gx/Gy . xd
đặt a= Gx/Gy . b= yc – Gx/Gy . xd
=>> pt : y= ax+b
=>> pt đường làm việc là 1 đoạn thẳng không đi qua
gốc tọa độ, phươg trình đường cb đi qua gốc tọa độ.
- TH2: Đáy tháp:
ɸy: yd=>y => ɸy cho : G= Gy( yd-y)
ɸx: x=>xc=> ɸx nhận G’= Gx( xc-x)
=>> cbvc: Gy( yd-y)= Gx( xc-x)

=>> y= Gx/Gy .x + yd – Gx/Gy .xc
ɸy : yc < y < yd
ɸx : xd < x g/s: x=xd => y=yc
x= xc => y=yd
=>> A( xd; yc) , B ( xc;yd) =>> pt : y= Ax + B.
5.

Phân biệt hấp thụ và hấp phụ:
Hấp thụ
- Dùng chất lỏng để
thu được chất khí.
Từ pha khí sang
pha lỏng.

2

Hấp phụ
- Hút khí bằng chất
rắn.
- Từ pha khí sang
pha rắn.

2


3

3

6.

Phân biệt cô đặc và sấy :
Cô đặc
-

-

7.

Sấy
Không làm thay đổi
khối lượng chất tan
mà chỉ làm thay đổi
nồng độ.
- Tan bốc hơi thành
dung môi.
Từ pha lỏng sang
khí
Vd: Đun sôi nước

-

Tách nước ra khỏi
chất rắn. ( là qtinh
làm khô vật liệu rắn
)
Từ pha rắn sang
pha khí.
Vd : Sấy ...

Phân biệt kết tinh và kết tủa:
Kết tinh
- Là quá trình vật lý
- Pha lỏng sang rắn

8.

-

Kết tủa
-

Quá trình hóa học
Vd: NaNo3

Thiết lập phương trình đường làm việc theo nồng độ
phần mol tương đối và tuyệt đối :
- Tương đối: y = ax + b
Đặt : a= Gdm/Gtr ; b = Yc – Gdm/Gtr .Xd
Lấy tọa độ điểm : A ( x;y ) ; B ( x’;y’) =>> vẽ
- Tuyệt đối : y= ax + b
Đặt : a= Gx/Gy ; b= yc- Gx/Gy .xd => A, B => vẽ
Bài Tập
BT1 : Quá trinh hấp thụ CO2 = H2O tiến hành trong tháp
loại đĩa , Qua hệ cb đc cho như sau: y* = 26,7x . Hỗn
hợp khí đi vào có lưu lượng 5000m³/h ở 60°C áp suất khí

3

3


4

4

quyển . Biết nồng độ CO2 trong khí ban đầu chiếm 18%
thể tích . Lượng Co2 hấp thụ chiếm 80% nước ban đầu
không chứa CO2, Sau hấp thụ nồng độ CO2 trong nước
là 0,007 h/mol/kmol.
a. Hãy dựng đương cb và đường lviec trên cùng 1 hệ
trục.
b. Xđ lưu lượng thể tích của pha lỏng cần biết khối lượng
riêng của nước là 1kg/h. ( tuyệt đối ) .
Giải
a. Ta có : pt dường cb : y* = 26,7x
Qy = 5000 m³/h ; P= 1 atm ; %Vco2 = 18 % V
- ADCT: PV = nRT => n= Gy= PV/RT= 1. 5000/ 0,082.
( 273+ 60)= 183,09 (kmol/h)
- Mà : %Vco2 = 18 % V =>> yd= 0,18 kmol/kmol.
H= 80% => yc = ( 1-H ). Yd = (1- 0,8). 0,18= 0,036
(kmol/kmol).
- Phương trình đường cb theo nồng độ phần mol tuyệt
đối:
Gy ( yd – yc )= Gx ( xc- xd ).
 183,09( 0,18- 0,36) = Gx( 0,007- 0 ) => Gx= 3766,71
(kmol/h)
- g/s pt đường lviec có dạng: y= ax+b
đặt a= Gx/Gy= 20,57 ; b= yc- Gx/Gy .yd = 0,036

=>> y= 20,57x + 0,036
- Vẽ đồ thị : Lấy lần lượt tọa độ điểm cho ptcb và ptlv
=>> vẽ.
b. Gx = 3766,71 ( kmol/h)
Đổi 1 kmol/h = 1000 kg/m³
=>> Gx= Qx. f/m = 3766,71 . 18/ 1000 = 67,80018
(m³/h)
4

4


5

5

BT2: Dùng tháp hấp thụ để thu hồi NH3 trong dòng
không khí bắng H2O . Quá trinh xảy ra ở 30°C, áp suất
khí quyển. Nồng độ phần mol tương đối của NH3 trong
dòng khí tại đầu vào là 0,072 kmol/kmol. Tại đầu ra là
0,002. Nồng độ phần mol NH3 của dòng chảy lỏng tại
đầu vào = 0 , dòng ra = 0,045 (kmol/kmol) .
Xđ hiệu suất làm việc của thiết bị.
b. Nếu lưu lượng dòng khí = 1000 m³/h thì lưu lượng
dòng chảy lỏng cần dùng là bao nhiêu .
c. Lập pt đường cb của quá trình hấp thụ trên.
d. Dựng đường cb và lviec trên cùng 1 hệ trục.
Giải
a. Ta có : yd= 0,072 ; yc= 0,002
xd= 0 ; xc= 0,045

Qy= 1000 m³/h
ADCT : yd= (1-H). yc => H = 1- yc/yd = 10,002/0,072= 0,97
=>> H= 97%.
b. ADCT: Gy= PV/RT = 1.1000/ 0,082( 273+30) =
402,48
Ta có : Gy ( yd – yc )= Gx ( xc- xd ).
 402,48( 0,072- 0,002) = Gx( 0,045-0 )
 Gx= 626,11
c. + TH1: Theo nồng độ tuyệt đối:
ψNH3( 30°C, 1atm) = 0,00241.10^6 ( torr) mmHg
y* = mx => m = ψ/p = 0,00241.10^6/ 760 ( đổi
1atm= 760mmHg) =>> pt đường cb: y*= 3,17x .
g/s: A (0;0 ) ; B ( 1; 3,17)
ta có: Gy= 402,48 ; Gx= 626,08 ( kmol/h)
gọi pt đường lviec có dạng : y= ax + b
( a= Gx/Gy= 1,56 ; b= yc – Gx/Gy . xd = 0.02 )
a.

5

5


6

6

=>> pt: y= 1,56x + 0,02
TH2: Theo nồng độ tương đối:
ψNH3( 30°C, 1atm) = 0,00241.10^6 ( torr) mmHg

y* = mx => m = ψ/p = 0,00241.10^6/ 760 ( đổi
1atm= 760mmHg) =>> pt đường cb: y*= 3,17x .
g/s: A ( 0;0 ) ; B ( 0,1 ; 0,317 )
ta có : Gtr ( Yd- Yc )= Gdm( Xc- Xd )
lại có : Gtr= Gy- Gy . xd = 373,53 ( kmol/h)
Gdm= Gx= 626,08
g/s: pt đường lv có dạng: y= ax+ b
( a= Gdm/Gtr = 1,676 ; b= Yc- Gdm/Gtr . Xd =
0,002
=>> pt : y= 1,676x+ 0,002
Vẽ : gọi tọa độ điểm của cả ptcb và ptlv của 2 TH
trên => vẽ.
BT3: Lưu lượng pha khí đi vào tháp ( Qy) = 1200
m³/h (đktc) . Hàm lượng NH3 trong dòng khí ban
đầu là 72% ( yd) . H= 97% , xc= 0,045 , xd = 0
( kmol/h) .
Tính lưu lượng khối lượng của pha lỏng theo nồng
độ tương đối . Viết pt làm việc.
Giải
- Ta có : Gy= Qy/22,4 = 1200/22,4= 53,37 ( kmol/kmol)
Có : Qy= 1200 ; xc= 0,045 ; xd= 0 ; yd= 0,72.
ADCT : yc= (1-H) .yd = ( 1- 0,97) 0,72 = 2,16.10^-3
Ta có : Gtr ( Yd- Yc )= Gdm( Xc- Xd ) (1)
Mà : Gtr= Gy- Gy. Yd = 53,37 = 53,37. 0,72= 49,71
Từ (1) =>> Gdm= Gtr( Yd- Yc) / ( Xc=Xd) = 77,13
(kmol/h)
- Pt đương lv có dạng : y= ax+b
6

6

7

7

Đặt a= Gdm/Gtr= 1,55 ; b= Yc- Gdm/Gtr . Xd =
2,16.10^-3
=>> pt : y= 1,55x + 2,16.10^-3
BT4: Để xử lý CO2 trong không khí người ta dùng
tháp hấp thụ lưu lượng dòng khí đi qua vào tháp là
5000 m³/h ở (đktc) . Dung môi sử dụng là H20 có lưu
lượng 650 m³/h . Khối lượng riêng của H20 là 1000
kg/m³. Nồng độ của CO2 ban đầu là 0,28 kmol/kmol.
Hiệu suất hấp thụ đạt 98% . Nước ban đầu không chứa
CO2 . tháp làm việc ở 16,5atm và 15°C.
a. Viết pt đường cb và đường lv.
b. Dựng đường cb và lv trên cùng 1 hệ trục.
c. Xđ động lực theo pha khí và pha lỏng tại đầu vào
của pha khí.
d. Khi nồng độ của pha khí còn lại 50% so với fa đầu
thì động lực tại pha khí và pha lỏng lag bnhieu?
f(khối lượng riêng)= 1000kg/m³ . H= 98%.
Giải
Ta có : Qy= 5000 ; Qx= 650 ; f= 1000 ; yd= 0,28 ; H
= 98%.
ADCT: yc= ( 1-H) yd = ( 1- 0,98) 0,28 = 0,0056
Tra: ψ= 0,936.10^6 torr ( mmHg)
P= 16,5. 760 mmHg.
 Pt cb : y* = ψ/P. x = 74,6x .

Ta có : Qx= 650 => Gx= Qx. f/m = 650. 1000/
18= 36111,11 ( kmol/h)
Qy= 5000 => Gy= Qy/22,4= 223,2 ( kmol/h)
g/s pt đương lv có dang: y= ax + b
( a = Gx/Gy = 161,8 ; b= yc- Gx/Gy . xd =
0,0056
7

7


8

8

=>> y= 161,8x + 0,0056
Ta có : A ( xd;yc) ; B( xc; yd)
Từ pt đường lv thay : yd=> xc= 0,280,0056/161,8 = 1,7.10^-3 ( kmol/kmol)
 Đường lv đi qua 2 điểm : A ( 0; 5,6.10^-3) ; B
( 1,7.10^-3 ; 280.10^-3)
 Vẽ trên đồ thị .
c. Xác định động lực … :
Thay x= 1,7.10^-3 vào pt cb: y* = 74,6x
Có m= 74,6 => y* = 0,13 = 0,13.10^-2
+ xd động lực :
ɸy
ɸx tại B ( xc; xd)
+ xét : ɸy
y*d = 0,28
y*c= m. xc = 0,13

=>> ∆yc= y* - y*c = 0,28 – 0,13= 0,15 (kmol/kmol)
+ Xét : ɸx
xc= 1,7. 10^-3
X*d= yd/m = 0,28/74,6 = 3,85.106-3
( kmol/kmol)

8

8