सामग्री संतुलन सामान्य समीकरण, प्रकार और व्यायाम

सामग्री संतुलन उन घटकों की गिनती है जो अध्ययन के तहत एक प्रणाली या प्रक्रिया से संबंधित हैं। इस संतुलन को लगभग किसी भी प्रकार की प्रणाली में लागू किया जा सकता है, क्योंकि यह माना जाता है कि ऐसे तत्वों के द्रव्यमान का योग माप के विभिन्न समयों पर स्थिर रहना चाहिए.

एक केक के लिए एक घटक पत्थर, बैक्टीरिया, जानवर, लॉग, सामग्री के रूप में समझा जा सकता है; और रसायन विज्ञान, अणुओं या आयनों, या अधिक विशेष रूप से, यौगिकों या पदार्थों के मामले में। फिर, रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ या बिना एक प्रणाली में प्रवेश करने वाले अणुओं का कुल द्रव्यमान स्थिर रहना चाहिए; जब तक कोई रिसाव नुकसान नहीं हैं.

व्यवहार में ऐसी असंख्य समस्याएं हैं जो मामले के विभिन्न परिघटनाओं और कई चर (तापमान, दबाव, प्रवाह, आंदोलन, रिएक्टर आकार, आदि) के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, मामले के संतुलन को प्रभावित कर सकती हैं।.

कागज पर, हालांकि, सामग्री संतुलन की गणना को मेल खाना चाहिए; अर्थात्, किसी भी समय रासायनिक यौगिकों का द्रव्यमान गायब नहीं होना चाहिए। इस संतुलन को बनाना चट्टानों के ढेर को संतुलन में रखने के अनुरूप है। यदि एक जनसमूह जगह से बाहर हो जाता है, तो सब कुछ अलग हो जाता है; इस मामले में, इसका मतलब यह होगा कि गणना गलत है.

सूची

• 1 सामग्री संतुलन का सामान्य समीकरण
  • १.१ सरलीकरण
  • 1.2 इसके उपयोग का उदाहरण: नदी में मछली
• 2 प्रकार
  • 2.1 विभेदक संतुलन
  • २.२ व्यापक संतुलन
• 3 नमूना व्यायाम
• 4 संदर्भ

सामग्री संतुलन का सामान्य समीकरण

किसी भी प्रणाली या प्रक्रिया में पहले परिभाषित किया जाना चाहिए कि उनकी सीमाएं क्या हैं। उनसे यह ज्ञात होगा कि कौन से यौगिक प्रवेश करते हैं या बाहर निकलते हैं। यह करने के लिए सुविधाजनक है, खासकर अगर विचार करने के लिए प्रक्रिया की कई इकाइयां हैं। जब सभी इकाइयों या उप-प्रणालियों पर विचार किया जाता है, तो एक सामान्य सामग्री संतुलन पर चर्चा की जाती है.

इस संतुलन में एक समीकरण होता है, जिसे किसी भी प्रणाली पर लागू किया जा सकता है जो द्रव्यमान के संरक्षण के कानून का पालन करता है। समीकरण निम्नलिखित है:

ई + जी - एस - सी = ए

जहां E वह द्रव्य की मात्रा है में प्रवेश करती है सिस्टम को; जी जो है उत्पन्न करता है यदि प्रक्रिया में एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है (जैसा कि एक रिएक्टर में); एस क्या है पत्ते प्रणाली का; C जो है उपभोग, फिर, अगर कोई प्रतिक्रिया होती है; और अंत में, A वही है जो आप हैं जम जाता है.

सरलीकरण

यदि सिस्टम या प्रक्रिया का अध्ययन किया जा रहा है तो कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं है, जी और सी शून्य के लायक हैं। इस प्रकार, समीकरण इस प्रकार है:

ई - एस = ए

यदि सिस्टम को स्थिर स्थिति में भी माना जाता है, तो घटकों के चर या प्रवाह में सराहनीय परिवर्तन के बिना, यह कहा जाता है कि इसके इंटीरियर में कुछ भी जमा नहीं होता है। इसलिए, A शून्य है, और समीकरण आगे सरलीकृत किया जा रहा है:

ई = एस

अर्थात्, जो सामग्री प्रवेश करती है, वह उस राशि के बराबर होती है जो बाहर आती है। कुछ भी खो या गायब नहीं हो सकता.

दूसरी ओर, यदि कोई रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, लेकिन प्रणाली स्थिर स्थिति में है, जी और सी में मान होंगे और ए शून्य रहेगा।

ई + जी - एस - सी = ०

ई + जी = एस + सी

मतलब है कि एक रिएक्टर में आने वाले अभिकर्मकों का द्रव्यमान और उसमें उत्पन्न होने वाले उत्पाद, बाहर आने वाले उत्पादों और अभिकर्मकों के द्रव्यमान के बराबर होते हैं, और अभिकर्मकों की खपत होती है.

इसके उपयोग का उदाहरण: नदी में मछली

मान लीजिए आप एक नदी में मछलियों की संख्या का अध्ययन कर रहे हैं, जिनके बैंक सिस्टम की सीमा का प्रतिनिधित्व करने के लिए आते हैं। यह ज्ञात है कि प्रति वर्ष औसतन 568 मछलियां प्रवेश करती हैं, 424 पैदा होती हैं (उत्पन्न), 353 मरना (उपभोग करना), और 236 पलायन या छोड़ना.

सामान्य समीकरण लागू करना तो हमारे पास है:

568 + 424 - 353 - 236 = 403

इसका मतलब है कि प्रति वर्ष 403 मछलियां नदी में जमा होती हैं; कहने का तात्पर्य यह है कि, प्रति वर्ष नदी मछलियों से अधिक समृद्ध होती है। यदि A का ऋणात्मक मान होता है, तो इसका मतलब होगा कि मछली की संख्या कम हो रही है, शायद नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावों के लिए.

टाइप

सामान्य समीकरण से आप सोच सकते हैं कि विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए चार समीकरण हैं। हालांकि, सामग्री संतुलन को दो अन्य प्रकारों में विभाजित किया गया है: अन्य मानदंड: समय.

विभेदक संतुलन

अंतर सामग्री संतुलन में आपके पास किसी निश्चित समय या क्षण में एक सिस्टम के भीतर घटकों की मात्रा होती है। कहा बड़े पैमाने पर मात्रा समय की इकाइयों के साथ व्यक्त की जाती है, और इसलिए, गति का प्रतिनिधित्व करते हैं; उदाहरण के लिए, Kg / h, यह दर्शाता है कि कितने किलोमीटर एक घंटे में प्रवेश करते हैं, छोड़ते हैं, जमा होते हैं, उत्पन्न होते हैं या खपत करते हैं.

वहाँ द्रव्यमान (या वॉल्यूमेट्रिक, हाथ में घनत्व के साथ) प्रवाह के लिए, सिस्टम आमतौर पर खुला होना चाहिए.

एकात्म संतुलन

जब सिस्टम बंद हो जाता है, जैसा कि आंतरायिक रिएक्टरों (बैच प्रकार) में किए गए प्रतिक्रियाओं के साथ होता है, तो इसके घटकों के द्रव्यमान आमतौर पर प्रक्रिया से पहले और बाद में अधिक दिलचस्प होते हैं; यह प्रारंभिक और अंतिम समय के बीच है.

इसलिए, मात्राओं को केवल द्रव्यमान के रूप में व्यक्त किया जाता है, गति नहीं। इस तरह का संतुलन एक ब्लेंडर का उपयोग करते समय मानसिक रूप से किया जाता है: इंजन को बंद करने के बाद जो रहता है उसके बराबर सामग्री का द्रव्यमान बराबर होना चाहिए.

उदाहरण व्यायाम

यह पानी में 25% मेथनॉल समाधान के प्रवाह को पतला करने के लिए वांछित है, 10% की एक एकाग्रता के साथ, अधिक पतला, इस तरह से कि एक 17% मेथनॉल समाधान के 100 किलोग्राम / एच उत्पन्न होता है। 25 और 10% पर दोनों मेथनॉल समाधानों में से कितना इसे प्राप्त करने के लिए प्रति घंटे सिस्टम में प्रवेश करना चाहिए? मान लें कि सिस्टम स्थिर स्थिति में है

निम्नलिखित आरेख कथन का उदाहरण देता है:

कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं है, इसलिए जो मेथनॉल में प्रवेश करता है वह बाहर आने वाले के बराबर होना चाहिए:

ए_{मेथनॉल} = एस_{मेथनॉल}

0.25 एन₁^· + 0.10 एन₂^· = 0.17 एन₃^·

केवल n का मान ज्ञात है₃^·. बाकी अज्ञात हैं। दो अज्ञात के इस समीकरण को हल करने के लिए, एक और संतुलन की आवश्यकता है: पानी की। फिर आपके पास पानी के लिए एक ही संतुलन बनाना:

0.75 एन₁^· + 0.90 एन₂^· = 0.83 एन₃^·

N का मान पानी के लिए साफ किया जाता है₁^· (n भी हो सकता है₂^·):

n₁^· = (83 किलोग्राम / घंटा - 0.90 एन₂^·) / (0.75)

सबस्टिट्यूटिंग तब एन₁^· मेथनॉल के लिए सामग्री संतुलन के समीकरण में, और के लिए हल₂^· आपके पास है:

0.25 [(83 किलोग्राम / घंटा - 0.90 एन₂^·) / (0.75)] + 0.10 एन₂^· = 0.17 (100 किलोग्राम / घंटा)

n₂^· = 53.33 किलोग्राम / घंटा

और एन पाने के लिए₁^· बस घटाव:

n₁^· = (100- 53.33) किलो / घंटा

= 46.67 किलोग्राम / घंटा

इसलिए, प्रति घंटे सिस्टम को 25% मेथनॉल समाधान के 46.67 किलोग्राम, और 10% समाधान के 53.33 किलोग्राम में दर्ज करना होगा.

संदर्भ

1. फेल्डर और रूसो। (2000)। रासायनिक प्रक्रियाओं के प्राथमिक सिद्धांत। (दूसरा संस्करण।)। एडिसन वेस्ले.
2. फर्नांडीज जर्मेन। (20 अक्टूबर, 2012)। सामग्री संतुलन की परिभाषा। से पुनर्प्राप्त: laboraquimica.net
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