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Ist der Katalysator dafür verantwortlich das Gleichgewicht zu ändern?
Nein.
Druck und Temperatur verschieben das Gleichgewicht.
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Konvektion (Konvektionsströme)
- Transport von physikalischen Eigenschaften.
- Tritt nur in Fluiden (Gase und Flüssigkeiten) auf.
Keine Konvektion in Festkörpern und Vakuum.
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Diffusion
Tritt bei Festkörpern auf
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Exotherm
Es wird Energie freigesetzt
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Endotherm
Temperaturbeschleunigt (es wird Energie aufgenommen) z.B. Dampfreformierung
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Katalysator: wichtigste Eigenschaften
- Senkt Aktivierungsenergie,
- bleibt erhalten,
- führt zu selektiver Reaktion,
- beschleunigt die Reaktion
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Prinzip des geringsten (kleinsten) Zwangs
Harry Louis Le Chatelier 1850-1936
Teilchen nehmen immer die Form an, in der sie den geringsten Zwängen unterworfen sind
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Nützlichkeit von Druck
- - Verschiebung des Gleichgewichts
- - Kleinere Anlagen sind möglich (da geringeres Volumen)
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Reaktionsenthalpie delta HR
Was zeigt das Vorzeichen an?
Wenn das Vorzeichen negativ ist, ist die Reaktion exotherm
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Absorption
Aufnahme eines Stoffes durch einen anderen
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Beispiel für Flüssig-Flüssig-Extraktion
Milch-Fett
Fett schwimmt oben und kann abgeschöpft werden
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Adsorption
Anreicherung von Stoffen an der Oberfläche eines anderen
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Chromatographie
- Auftrennung eines Stoffgemisches durch stationäre und mobile Phasen
- Beispielsweise mit Kapillaren (ein Stoff steigt erst auf)
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Eigenschaft von Membranen:
Sind nur für eine Komponente durchlässig - Bsp. Brennstoffzelle
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Phasengleichgewicht
- T1=T2, p1=p2, my1=my2
- Ein System ist im Gleichgewicht, wenn die Entropie des Systems ein Extremum annimmt.
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Ideale Lösung/Mischung
Die Kraft, die erforderlich ist das Molekül in der Flüssigkeit zu halten, ist unabhängig von der Zusammensetzung
Bsp. Benzol/Toluol
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Suspension
Lösung mit Festpartikeln
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Emulsion
Nicht mischbare Fluide
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Triple Point
Phasengleichgewicht von flüssig, fest, gasförmig (z.B. bei Methan)
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Verdampfungsenthalpie
Durch Verdampfen wird Wärme entzogen
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Je höher der Dampfdruck, desto
niedriger die Siedetemperatur
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Destillationskolonne
auf jeder Stufe besteht ein Gleichgewicht zwischen gesättigtem Dampf und gesättigter Flüssigkeit
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Das tatsächliche Rücklaufverhältnis hängt vom Trennfaktor alpha ab.
je größer alpha, desto
leichter ist zu Trennen
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Azeotrop
Ein Azeotrop ist ein Stoffgemisch, das man nicht durch gewöhnliche Destillation trennen kann
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Wie bei Azeotrop destillieren
- - Unterdruck verschiebt den azeotropen Punkt
- - damit kann auch Wärmeempfindlichkeit umgangen werden
- - durch einen 3. Stoff kann Trennbarkeit beeinflusst werden
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Welche Bedingungen sind die Besten bzgl. der Destillation?
- - Großes alpha --> große Partialdruckunterschiede
- - ideales Stoffgemisch (ansonsten wäre nur bis zum azeotropen Punkt destillierbar)
- - Stoffe müssen wärmeunempfindlich sein
- - Geringe Verdampfungsenthalpie --> es wird weniger Energie zum Verdampfen benötigt
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Weshalb wird Heizdampf anstellen von heißem Wasser zum Erhitzen benutzt?
Führt mehr Energie, wegen Verdampfungsenthalpie
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Weshalb ist Kühlung durch Verdampfen besser?
- Da die Verdampfungsenthalpie genutzt wird
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Adiabatisch/Isotherm Unterschied
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Was ist bei Mikroreaktoren vorteilhaft?
-sehr gute Verweilzeitverteilung (wegen guter Vermischung und keine Wirbel etc.)
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Ist eine Runaway-Reaktion bei Röhrenreaktoren möglich?
Ja, z.B. wegen schlechter Konzentrationsverteilung
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Wann besteht eine stationäre Strömung?
Wenn ein Partikel losgelassen wurde und nicht weiter beschleunigt
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laminarer Bereich =
stokescher Bereich (Re<1)
ansonsten turbulent
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Bei einem Wirbelschichtreaktor kann der Umsatz erhöht werden durch
- - hohe Oberfläche
- - gute Vermischung
- (damit Produkte schnell Platz machen für die noch zu reagierenden Produkte)
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Wie ist die Dichte bei einer Zufallsschüttung?
0,6
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Weshalb Fluidisieren von Partikeln?
- - möglichst hoher Stoff- und Wärmetransport zwischen den Partikeln
- - hohe Zusammenstoßgeschwindigkeit
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Wann schweben Partikel?
- Wenn Anströmgeschwindigkeit so hoch wie die konstante (steady state) Fallgeschwindigkeit
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Eine um 10 Grad höhere Temperatur führt zu
einer Verdopplung der Reaktionsrate
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Massenstrom
Der Massenstrom ṁ, beschreibt die Masse eines Mediums, die sich in einer Zeiteinheit durch einen Querschnitt bewegt.
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Kelvin/Grad
Differenzen
sind gleich zu verwenden
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Spezifische Wärmekapazität
cp
Die spezifische Wärmekapazität gibt an, welche Wärmemenge einem Stoff pro Kilogramm zugeführt werden muss, um seine Temperatur um ein Kelvin zu erhöhen.
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Viskosität
- Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids.
- Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist das Fluid; je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist es.
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