Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
V = 250 L, k = 0,12 min⁻¹Q = 10 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 250 L. Der Zulauf tritt mit 10 L/min und CA0 = 2 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 250 LQ = 10 L/mink = 0,12 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = 800 L, k = 0,3 min⁻¹Q = 5 L/minCA0​ = 1,5 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,3 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 800 L. Der Zulauf tritt mit 5 L/min und CA0 = 1,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 800 LQ = 5 L/mink = 0,3 min⁻¹CA0 = 1,5 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
Q = 40 L/minCA0​ = 2 mol/LCA​ = ?V = 1500 L, k = 0,12 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,12 min⁻¹) läuft in einem idealen Strömungsrohr (PFR) mit 1500 L. Der Zulauf tritt mit 40 L/min und CA0 = 2 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 1500 LQ = 40 L/mink = 0,12 min⁻¹CA0 = 2 mol/L
CA = mol/L
4.Mittel
QX = 85%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 85 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 85%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
5.Schwer
V = 400 LV = 400 LQ = 50 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,4 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 400 L. Der Zulauf beträgt 50 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 400 L (×2)Q = 50 L/mink = 0,4 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 400 LV = 400 LQ = 50 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 400 L. Der Zulauf beträgt 50 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 400 L (×2)Q = 50 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,5 mol/L
  2. 2. CA = 0,03061 mol/L
  3. 3. CA = 0,02222 mol/L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 2,987
  5. 5. X = 94,33 %
  6. 6. X = 69,14 %

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