Reaktionstechnik an der Technische Hochschule Köln

Karteikarten und Zusammenfassungen für Reaktionstechnik an der Technische Hochschule Köln

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Wie hoch ist die Mischzeit, bei einer Rührerdrehzahl von 120 1/min und einer dimensionslosen Mischzeit von 200?

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Wie lautet die primären Annahmen, die der Herleitung der van't Hoff’schen Gleichung zugrunde liegen?

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Im Bereich welcher Reynolds-Zahlen spricht man von einer schleichenden Strömung?

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Wie ist die dimensionslose Mischzeit definiert?

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Klassifizieren Sie das thermische Gefährdungspotential chemischer Synthesen an Hand der adiabaten Temperaturerhöhung.

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Welche Aufgabe haben Strombrecher?

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Wie werden kinetische Parameter experimentell bestimmt?

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Was ist der Unterschied zwischen Mikrokinetik und Makrokinetik?

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Definieren Sie den Begriff Elementarreaktion.

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Welche Reaktionstypen für Elementarreaktionen gibt es? Erkläre & Bsp!

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Wie lautet die Funktion c(t) zur Beschreibung des Verlaufs der Eduktkonzentration über der Zeit eines absatzweise betriebenen Rührwerksbehälters bei einer einfachen irreversibel Reaktion 1. Ordnung?

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Die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion hänge in einem betrachteten Fall nicht von der Temperatur ab. Welche Konsequenz hat dieser Befund für die Standardreaktionsenthalpie ΔRH0?

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Beispielhafte Karteikarten für Reaktionstechnik an der Technische Hochschule Köln auf StudySmarter:

Reaktionstechnik

Wie hoch ist die Mischzeit, bei einer Rührerdrehzahl von 120 1/min und einer dimensionslosen Mischzeit von 200?

n* θ =TM

θ =TM/n=200/(120 1/min)

=1,666min=100s

Reaktionstechnik

Wie lautet die primären Annahmen, die der Herleitung der van't Hoff’schen Gleichung zugrunde liegen?

- Druck ist konstant

- konstante Standardreaktionsenthalpie (Ulichsche Näherung)

Reaktionstechnik

Im Bereich welcher Reynolds-Zahlen spricht man von einer schleichenden Strömung?

schleichend

- Re < 20: Ne ~ Re-

turbulent:

- Re > 20 (mit Strombrechern)

- Re > 10^5 (ohne Strombrecher)

Reaktionstechnik

Wie ist die dimensionslose Mischzeit definiert?

n*θ 

-> Drehzahl [1/s] * Mischzeit [s]

Reaktionstechnik

Klassifizieren Sie das thermische Gefährdungspotential chemischer Synthesen an Hand der adiabaten Temperaturerhöhung.

Die adiabate Temperaturerhöhung ist auch zugleich eine sicherheitstechnische Kennzahl,

denn sie gibt das Gefahrenpotential an, das vorliegt, wenn bei einer exothermen Reaktion,

die Kühlung ausfällt. Beträgt die adiabate Temperaturerhöhung nur wenige K, dann

ist das Gefahrenpotential gering und die Reaktion kann adiabat betrieben werden.

Reaktionstechnik

Welche Aufgabe haben Strombrecher?

Hautsächlich bei tangentialen oder radialen Rührern, brechen die Strömung, d.h. der Rührer schiebt nicht nur Flüssigkeit vor sich her, sondern erzeugt Verwirbelungen

-> Turbulenzen erzeugen

Reaktionstechnik

Wie werden kinetische Parameter experimentell bestimmt?

1. Analytische Lösung über Bilanzgleichung

2. Rkt.Ordnung bestimmen: die Achsen auftragen (0->c=f(t); 1->ln(c)=f(t); 2->1/c=f(t)), dabei R² beachten

3. k0 und EA Graphisch über den Arrhenius-Plot

Messdaten k(T) beschaffen / erzeugen,

mind. 4 Temp. & 3 Wiederholungen

- Tabelle anlegen: ln(k), 1/T

- Auftragen: y-Achse: ln(k) & x-Achse: 1/T in [K^-1]

- Lineare Regression durchführen

Steigung: -EA/R

Achsenabschnitt: ln(k0)

Reaktionstechnik

Was ist der Unterschied zwischen Mikrokinetik und Makrokinetik?

Mikrokinetik: Kinetik der chemischen Reaktionen


Makrokinetik: Mikrokinetik, gekoppelt mit Wärme- und Stofftransport


Formalkinetik: Formale Zusammenfassung experimenteller kinetischer Daten ohne physiko-chemische Interpretation, Datenreduktion

Reaktionstechnik

Definieren Sie den Begriff Elementarreaktion.

Einzelner Teil von Reaktionsmechanismus z.B. annähern durch Wasserstoffbrückenbindungen
 Reaktion aus mehreren Einzelschritten, kleinste Einheit Elementarreaktion (F4)


Jede Reaktion verläuft über spezifischen Reaktionsmechanismus, der aus einem oder mehreren Einzelschritten besteht, den so genannten Elementarreaktionen

Die Elementarreaktion ist die kleinste Einheit im Reaktionsmechanismus und beschreibt den Übergang zum nächstfolgenden (Zwischen-) Produkt.

An Elementarreaktionen im allgemeinen ein oder zwei Moleküle und nur in Ausnahmefällen drei Moleküle beteiligt.

Die Anzahl teilnehmender Moleküle wird durch ihre Molekularität der Reaktion beschrieben

Reaktionstechnik

Welche Reaktionstypen für Elementarreaktionen gibt es? Erkläre & Bsp!

1. Unimolekulare Reaktion:

Molekül reagiert alleine, nachdem es einen kritischen Energiezustand erreicht hat.

Erreichung des 

Energiezustandes durch

- Stoß mit unbeteiligten Molekül/ Wand

- durch externe Anregung (z.B. mit Licht, hν)

- durch interne Umverteilung innerer Energie

Bsp: Isomerisierung; Dissoziation; radioaktiver Zerfall


2. Bimolekulare Reaktion

Reaktion zweier Moleküle nach Stoß

häufigster Elementarreaktionstyp

kritischer Energiezustand durch  Stoßenergie (Erfolg->Geschw. Winkel Ort des Stoßes). 

Bsp.: Assoziation; Austauschreaktion; Zerfall


3. Trimolekulare Reaktion

 Dreierstoß 3 I → I2 + I (technisch nicht relevant)

Reaktionstechnik

Wie lautet die Funktion c(t) zur Beschreibung des Verlaufs der Eduktkonzentration über der Zeit eines absatzweise betriebenen Rührwerksbehälters bei einer einfachen irreversibel Reaktion 1. Ordnung?

c(t)=r/k

?

Reaktionstechnik

Die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion hänge in einem betrachteten Fall nicht von der Temperatur ab. Welche Konsequenz hat dieser Befund für die Standardreaktionsenthalpie ΔRH0?

dRH=0
?????? ansonsten Abh. Von p, c, …?

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