Kontrollfråga: Redogör i detalj för de antaganden som de ideala reaktormodellerna sats-, tank- och tubreaktor är baserade på.

Relevanta dokument
Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Lördagen den 20 december 2008 kl 8:30-13:30 i V. Examinator: Docent Louise Olsson

Louise Olsson ( ) kommer att besöka tentamenslokalen på förmiddagen.

Louise Olsson ( ) kommer att besöka tentamenslokalen på förmiddagen.

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Lördagen den 19 december 2009 kl 8:30-13:30 i Hörsalar på hörsalsvägen

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 31 augusti 2007 kl 8:30-12:30 i M. Man får svara på svenska eller engelska!

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Onsdag den 22 augusti 2012 kl 8:30-13:30 i V. Examinator: Bitr. Prof.

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 22 december 2006 kl 8:30-12:30 i V. Man får svara på svenska eller engelska!

Louise Olsson ( ) kommer att besöka tentamenslokalen på förmiddagen.

EXPERIMENTELLT PROV

På samma sätt ges ph för en lösning av en svag bas och dess salt av:

EXPERIMENTELLT PROV ONSDAG Provet omfattar en uppgift som redovisas enligt anvisningarna. Provtid: 180 minuter. Hjälpmedel: Miniräknare.

Innehåll. Bilagor 1-8

Polymerer för avancerade teknologier: Jon- och protonledande polymerer. Begränsad och avtagande tillgång på fossila bränslen...

Industriella Reaktorer 2005

Arbete TD9 Bränslecell

Titrera. Pär Leijonhufvud

BIMA15 HT Säkerhetsföreskrifter och kompletterande laborationer 1

Bränsleceller. Av: Simon Marklund EE1a Kaplanskolan Skellefteå

Laboration Enzymer. Labföreläsning. Introduktion, enzymer. Kinetik. Första ordningens kinetik. Michaelis-Menten-kinetik

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 13 april 2007 kl 8:30-12:30 i V. Man får svara på svenska eller engelska!

Avsnitt 12.1 Reaktionshastigheter Kemisk kinetik Kapitel 12 Kapitel 12 Avsnitt 12.1 Innehåll Reaktionshastigheter Reaktionshastighet = Rate

Kapitel 12. Kemisk kinetik

Vilken av följande partiklar är det starkaste reduktionsmedlet? b) Båda syralösningarna har samma ph vid ekvivalenspunkten.

Bestämning av hastighetskonstant för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon

Syntes av acetylsalicylsyra (aspirin)

Energiuppgifter. 2. Har reaktanterna (de reagerande ämnena) eller reaktionsprodukterna störst entalpi vid en exoterm reaktion? O (s) H 2.

Metabolism och energi. Hur utvinner cellen energi från sin omgivning? Hur syntetiserar cellen de byggstenar som bygger upp dess makromolekyler?

SCR vid hög temperatur och höga koncentrationer

Kemisk Dynamik för K2, I och Bio2

Kapitel Kapitel 12. Repetition inför delförhör 2. Kemisk kinetik. 2BrNO 2NO + Br 2

Tentamen för KEMA02 lördag 14 april 2012, 08-13

1. Tvålframställning Kemikalie/formel:

Kapitel Repetition inför delförhör 2

Tentamen i Allmän kemi 7,5 hp 5 november 2014 ( poäng)

Kemiska beteckningar på de vanligaste atomslagen - känna till jonladdning på de vanligaste olika kemiska jonerna

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

Namn: student x & student y Kurs: FAGBH0 Utförd:

Galvaniska element. Niklas Dahrén

Konc. i början 0.1M 0 0. Ändring -x +x +x. Konc. i jämvikt 0,10-x +x +x

Månadstema September: Kommunikation Laborationer för 7-9. Se även laborationsförslag för gymnasiet och F-6

AREA 41 KEMINS GRUNDER

Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller:

30. Undersökning av aminosyror i surkål

Bestämning av hastighetskonstant och aktiveringsenergi för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon i sur lösning Jodklockan

Tentamen i Organisk kemi 25/5 2011,

UV-reaktor. Katja Eriksson. Handledare: Hannah Heidkamp. Karlstads universitet

Cellens metabolism (ämnesomsättning) Kap8 Sidor i boken Enzymer: Metabolism: , , ,257,

Min syn på visuella verktyg i produktutvecklingsprocessen

Kemi 1, 100 poäng, som bygger på grundskolans kunskaper eller motsvarande. Kemi 2, 100 poäng, som bygger på kursen kemi 1.

Hemlaboration 4 A (Norrköping)

Fortbildning i elektrokemi för lärare i grundskolan och gymnasiet. KRC, SU,

Galvaniska element. Niklas Dahrén

Tillämpning av olika molekylärbiologiska verktyg för kloning av en gen

Energitransporter Bränsleceller för naturgas, väte och metanol

Cellens metabolism (ämnesomsättning)

Arbete TD5 Bestämning av transporttal

Bestämning av en saltsyralösnings koncentration genom titrimetrisk analys

Bakterier och svamp orsakar den dåliga lukten i kyl- och skärvätskor.

Kinetik, Föreläsning 1. Patrik Lundström

Kinetik. Föreläsning 1

Detektera blod med luminoltestet. Niklas Dahrén

Räkneuppgifter. Lösningsberedning. 1. Vilka joner finns i vattenlösning av. a) KMnO 4 (s) b) NaHCO 3 (s) c) Na 2 C 2 O 4 (s) d) (NH 4 ) 2 SO 4 (s)

BIMA12/13 ht 2012, Introduktionslab. 1. Teoretisk introduktion till laborativt arbete

Provet kommer att räknas igenom under vt16 på torsdag eftermiddagar ca Meddelande om sal och exakt tid anslås på min kontorsdörr (rum419).

Korrosion laboration 1KB201 Grundläggande Materialkemi

Tentamen i Organisk kemi AK 2/6 2005,

Optik 2018 Laborationsinstruktioner Våglära och optik FAFF30+40

TENTAMEN I ALLMÄN OCH ORGANISK KEMI

KEMIOLYMPIADEN 2007 Uttagning

Modell och verklighet och Gy2011

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 2(2) A: Kap

KEMIEXPERIMENT OCH KEMISHOWEN LÄRARHANDLEDNING

Labbrapport 1 Kemilaboration ämnens uppbyggnad, egenskaper och reaktioner. Naturkunskap B Hösten 2007 Av Tommy Jansson

Prov i kemi kurs A. Atomens byggnad och periodiska systemet 2(7) Namn:... Hjälpmedel: räknedosa + tabellsamling

Syror och baser. H 2 O + HCl H 3 O + + Cl H + Vatten är en amfolyt + OH NH 3 + H 2 O NH 4. Kemiföreläsning

1 Ange lämpliga reagens till följande reaktioner. Inga mekanismer behövs.

Anammox - kväverening utan kolkälla. Var ligger forskningsfronten? E. Płaza J.Trela J. Yang A. Malovanyy

Tentamen i KEMI del A för basåret GU (NBAK10) kl Institutionen för kemi, Göteborgs universitet

1. a) Förklara, genom användning av något lämpligt kemiskt argument, varför H 2 SeO 4 är en starkare syra än H 2 SeO 3.

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

Övningsuppgifter Syror och baser

Kontaktperson Datum Beteckning Sida. Catrin Lindblad P01635SE 1 (6) SP Kemi, Material och Ytor catrin.lindblad@sp.

Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.

Miljö och hållbar utveckling MHU

1 Tror du reaktionen nedan är momentan eller ej? Motivera. 1p S 2 O H + S(s) + SO 2 (g) + H 2 O(l)

BMP-test Samrötning av pressaft med flytgödsel. AMPTS-försök nr 2. Sammanfattning

1. Ett grundämne har atomnummer 82. En av dess isotoper har masstalet 206.

KEMI. Ämnets syfte. Kurser i ämnet

Säkerhetsdatablad. Nödtelefon: (engelsk talande) Neutraliserar och absorberar kemiskt spill.

Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära

Schema och lite information för kzu200, moment-1 (jämvikt, 7.5hp) version:160815

F1 F d un t amen l a s KEMA00

Provmoment: Tentamen Ladokkod: A116TG Tentamen ges för: TGKEB16h. Tentamensdatum: Tid: 09:00 13:00

Kap 8 Redox-reaktioner. Reduktion/Oxidation (elektrokemi)

POLYMERER OBS: Läs igenom handledningen före laborationen.

Rapportskrivningsinstruktioner plus Säkerhetsföreskrifter

Smältkarbonatbränslecellen (MCFC) - teknikläget och framåtblick

Laboration 4: Stora talens lag, Centrala gränsvärdessatsen och enkla punktskattningar

5.10 Kemi. Mål för undervisningen

Periodiska systemet, Lgr 11 kemi och skrivverktyg

Transkript:

Förslag på några kemitekniklaborationer med energianknytning som kan vara lämpliga för utveckling till distansutbildningslaborationer, av Christopher Sylwan, Kemiteknik, KTH, den 24/10 2003. (Med anledning av Internmöte nr.2 den 22/10.) 1) Ideala reaktorer En laboration, som med hjälp av synliga färgreaktioner, åskådliggör funktionen hos de grundläggande reaktortyperna satsreaktor, tubreaktor samt tankreaktor. Se nedanst. bild. För att synliggöra reaktionsentalpin, skulle temperaturmätning kunna införas i börja och slutet av tubreaktorn, samt i satsreaktorn och tankreaktorn. Vad som skulle kunna påverkas interaktivt från dator på valfri plats kan diskuteras, Några förslag: -Val av reaktortyp -Blandningsförhållandet mellan reaktanterna -Flödeshastighet Nedan följer utdrag ur en labbeskrivning för fallen satsreaktor och tubreaktor. Laborationen har utarbetats av undertecknar i samarbete med Tekn.D. Lars Pettersson, avd. Kemisk Teknologi. Kontrollfråga: Redogör i detalj för de antaganden som de ideala reaktormodellerna sats-, tank- och tubreaktor är baserade på. Reaktion: Cyklohexanol i överskott oxideras med kaliumpermanganat, produkter som bildas är ketoncyklohexanon och manganatjon. Den lila permanganatjonen reduceras under reaktionen till mörkgrön manganatjon. + B C + D Uppgifter: Laboration med sats- och tubreaktor. Vilken reaktionsordning har reaktionen? Beräkna hastighetskonstanten för reaktionen vid rumstemperatur

och normalt tryck? Beräkna reaktionshastigheten. nvänd SI-enheter för beräkningarna. Reaktionen är visuell, era ögon är analysinstrumentet, ni avgör när reaktionen har skett. Mät tubreaktorns längd för olika flödeshastigheter (3 st) och beräkna tubreaktorns volym för respektive flödeshastighet. Även nedanstående frågor ska besvaras: 1. Härled den generella materialbalansekvationen. 2. Hur skulle ett liknande experiment på en tankreaktor kunna utformas för denna reaktion (rita skiss)? 3. Härled designreaktionen för en tankreaktor ur den generella materialbalansekvationen. 4. Designa även en semi-satsreaktor. Hur skulle den se ut (rita skiss)? (ledtråd: V = V 0 + ν 0 t) 5. Jämför lab-resultaten från tubreaktorn med en tankreaktor. Hur stor volym krävs för tankreaktorn med samma omsättning? 6. Hur många seriekopplade tankreaktorer krävs för att få samma omsättning som i en ideal tubreaktor med samma totalvolym som de seriekopplade tankreaktorerna? 7. Förklara skilllnaden mellan verklig reaktorvolym och reaktionsvolym för: a) satsreaktor, b) tankreaktor, c) tubreaktor. 8. Diska och göra snyggt efter laborationen. Experimentellt: Kemikalierna står på kemikaliebordet. nvänd våg. Cyklohexanolen luktar och bör öppnas i dragskåp. Var rädd om kläderna, KMnO 4 är starkt lila, använd labrock. Lös upp 0,15 mol cyklohexanol i 0,5 liter vatten. Blanda väl och använd varmvatten. Lös upp 0,01 mol KMnO 4 i 0,5 liter vatten + en tesked NaOH-pastiller (reaktionen är basisk). Satsreaktorn: Liten glasbägare med magnetomrörare. Tubreaktorn: Reaktanterna placeras i var sin doseringspump med en 50 ml plastspruta. Sprutorna kopplas med hjälp av teflonslang till en T-koppling tillsammans med en cirka 80 cm lång tubreaktor med innerdiameter 2 mm. Doseringspumpen rekomenderas att varieras mellan 10-30 ml/h. Designekvationer: Satsreaktor t = N 0 X ( t) dx 0 ( r V)

Tankreaktor V = F 0 X ( r ) ut Tubreaktor V = F 0 X dx 0 ( r ) Def. Reaktionshastighet: -r = (antal mol av som konsumeras genom reaktion)/(volymsenhet*tidsenhet) Se även: Scott Fogler Elements of Chemical Reaction Engineering, 3rd edition, kap. 1-4 Rapportskrivning: En enkel och tydlig rapport som beskriver det experimentella, inkluderat rådata från försöken, redovisa alla beräkningar och antaganden. 2) Metanolelektroden I Den direkta metanolbränslecellen är i teorin en mycket attraktiv energikälla för mobila applikationer pga dess renhet (slutprodukter endast koldioxid och vatten) och dess drift med ett flytande energirikt bränsle. I praktiken är dock effekten måttlig, huvudsakligen pga metanolelektrodens relativt låga effekttäthet, jämfört med den i bränslecellsammanhang vanligare men logistiskt, i mobila applikationer, svårare vätgasen. Utvecklingsarbetet med direkta metanolbränsleceller kan f.n. sägas följa två huvudlinjer: -Med fasta polymera membranelektrolyter (PEM), och -Med fri elektrolyt, t.ex. svavelsyra. Metanolelektroden I är en lab inom PEM-konceptet. Den bygger på ett samarbete mellan Faxénlaboratoriet och Tillämpad elektrokemi: J. Nordlund, C. Picard, E. Birgersson, M. Vynnycky, G. Lindbergh, The Design and Usage of Visual Direct Methanol Fuel Cell, submitted to J. ppl. Electrochem. Här handlar det om att studera en metanolelektrod som, enligt PEM-praxis är applicerad på ena sidan ett PEM (t.ex. Nafion-membran), så att de bildar ett ME (Membrane Electrode ssembly). Mot elektroden ligger ett metallnät som tjänstgör dels som strömtilledare och dels som fördelningsorgan för den blandning av metanol och vatten som pumpas så att den strömmar över metanolelektroden. Mot metallnätet stöder en plexiglasskiva som sammanhållande element. Genom denna filmas med en videokamera. ktiva ytor med metanoloxidation syns på bild genom de kluster av koldioxidgas som bildas där.

Nedanstående bilder är resultatet av de olika bildbehandlingsstegen. Härigenom illustrerar laborationen även denna aspekt. Reglerstorheter för datoranvändaren kan uppenbarligen vara vätskeströmningshastighet, metanolkoncentration och strömtäthet. 3) Metanolelektroden II Denna lab handlar om fallet med vätskeformig fri elektrolyt. Man mäter olika metanolelektroders effektivitet mha ph-beroende fluorescerande indikatorer. Vissa substanser, såsom kinin och akridin, har förmåga att utsända ljus när de blir belysta med UV-ljus, och olika beroende på ph. Oxidationen av metanol på elektroden vid strömgenomgång leder till bildningen av vätejoner och av koldioxid. Detta ger lägre ph och därmed starkare utsänt ljus från elektrolyten närmast elektrodytan. Om man har flera fläckar av olika katalyserande material på en och samma elektrodyta, kommer merparten av strömmen att söka sig till den eller de fläckar som är mest aktiva och dessa kommer då att lysa starkast. Se nedanstående videobildupptagning med 5 elektrodfläckar, före försöket resp. under pågående försök.

Därigenom kan olika katalysatormaterial snabbsorteras (fast screening) visuellt. Detta torde lämpa sig för en distanslaboration där laboranten är vid en dataskärm och reglerar strömstyrka och därefter utväderar olika katalysatorer. Eventuella andra reglerstorheter kan diskuteras beroende på vilken komplexitet man kan kosta på sig hos utrustningen. Mvh, Christopher Sylwan vd. KRT Kemiteknik, KTH Tel. 8258