5.1.2. Проточный реактор идеального смешения

Проточный реактор идеального смешения представляет собой аппарат, в котором интенсивно перемешиваются реагенты, например, при помощи мешалки. В него непрерывно подаются реагенты и непрерывно выводятся продукты реакции. Поступающие в такой реактор частицы вещества быстро смешиваются с находящимися в нем частицами и равномерно распределяются в объёме аппарата. В результате во всех точках реакционного объёма мгновенно выравниваются параметры, характеризующие процесс: концентрации, степени превращения, скорости реакции, температуры и др.

5.2. Методическая часть

5.2.1. Химизм процесса

В данной работе проводят исследование реактора идеального смешения на примере реакции 2-го порядка - омыления этилацетата щелочью:

(5.3)

5.2.2. Описание установки

Установка состоит (рис.) из реактора, снабжённого термостатированной рубашкой, мешалкой с приводом.

Реактор смешения:

1 - реактор; 2 - рубашка; 3 - мешалка; 4 - привод

5.2.3. Выполнение работы

В колбы для титрования с помощью пипетки вносят 5 мл 0,1 Н раствора соляной кислоты. Заливают в реактор, нагретый с помощью термостата до заданной температуры, рассчитанное количество раствора эфира и включают мешалку. Быстро вливают в реактор раствор 0,1 Н едкого натра и одновременно включают секундомер. Через определенный промежуток времени производят отбор проб с помощью пипетки на 10 мл и переносят их в колбы для титрования. При смешении отобранной пробы с раствором соляной кислоты, находящейся в колбе, происходит нейтрализация щёлочи и прекращение реакции гидролиза эфира.

Проводят титрование избытка соляной кислоты 0,1 Н раствором едкого натра с фенолфталеином в качестве индикатора или с помощью установки автоматического титрования до заданной точки (величина pH равна 8).

Титрование с фенолфталеином ведут до появления устойчивой в течение 10 секунд окраски от последней капли титранта.

После окончания титрования записывают объём щёлочи, пошедший на нейтрализацию соляной кислоты.

Пробы отбирают через 0,5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 13; 15 и 20 минут после начала опыта. Полученные данные сводят в таблицу 2.

5.3. Обработка результатов эксперимента

5.3.1. Форма записи экспериментальных данных

Исходные данные для расчётов реактора смешения периодического действия вносят в таблицу 5.1.

Таблица 5.1. Исходные данные

Название и формула эфира уксусной кислоты	Объём 0,1 Н раствора щёлочи (Vщ), мл	Объём 0,1 Н раствора эфира (Vэф), мл	Начальная концентрация щёлочи (С ), моль/л	Начальная концентрация эфира (С ), моль/л

Начальные концентрации щёлочи и эфира в реакторе находят по уравнениям

C = V_щ N_щ/(V_щ + V_эф) , (5.4)

где V_щ - объём щёлочи в реакторе, мл; N_щ - концентрация щёлочи в исходном растворе, моль/л; V_эф - объём раствора эфира в реакторе, мл.

C = V_эф N_эф/(V_щ + V_эф) , (5.5)

где N_эф - концентрация эфира в исходном растворе, моль/л.

Экспериментальные результаты исследования работы РИС заносят в таблицу 5.2.

Таблица 5.2. Экспериментальные результаты

Время опыта (), мин	Объём 0,1 Н раствора щёлочи на титрование пробы (Vx), мл	Концентрация щёлочи (Сщ), моль/л	Концентрация эфира (Сэф), моль/л