شیمی فیزیک

[ROJINAjoON]

روش محاسبه ترکیب نهایی محلول­های سه جزئی به روش ترسیم مثلث متساوی­الاضلاع (Equilateral Triangle)

مثال 1) بر روی 100 kg محلول حاوی 15% کلراید پتاسیم و 25% کلراید سدیم و بقیه آب، 50 kg محلول حاوی 70 % کلراید پتاسیم و بقیه آب افزوده می­شود. به روش ترسیمی مثلث متساوی الاضلاع ترکیب محلول را به دست آورید.

ترکیب نهایی بر روی پاره خط MF واقع است که طبق محاسبات زیر مختصات نقطه N به دست می­آید.

بدین ترتیب پس از به دست آمدن مختصات نقطه N با رسم خطوط موازی از نقطه N نسبت به خطوط داخل مثلث، ترکیب محلول نهایی به دست می­آید.

جهت چرخش و کاهش درصد هر ضلع مثلث ( مخلوط دوتایی) عکس حرکت عقربه­های ساعت می­باشد. ابتدا ترکیب دوتایی داده شده در مسئله به صورت خط چین­های قرمز موازی با خطوط داخلی مثلث رسم می­شود . نقطه تلاقی خط­چی­های قرمز یا نقطه M به صورت خط سبز به نقطه­ای از ترکیب دوتایی داده شده در مسئله یعنی نقطه F وصل می­شود. پس از مشخص شده پاره خط MF برای یافتن مختصات نقطه N از روابط بالا و اندازه­گیری طول پاره خط با خط کش ترکیب محلول نهایی مشخص می­شود.

نکته : برای دقت در محاسبات و به دست آوردن درصد ترکیب نهایی ترسیم مثلث می­باید در کاغذ میلیمتری انجام شود.

مثال 2) سه محلول مختلف از اسید سولفوریک، اسید نیتریک و آب با اوزان مختلف و ترکیب درصد مندرج در زیر موجود است. اگر هر سه محلول را به ترتیب مخلوط و سپس وزن کل با آب خالص به 2400 kg رسانده شود، غلظت محلول نهایی را به روش گرافیکی مثلث متساوی الاضلاع تعیین نمایید.

H2O 10 %
H2SO4 = 50 %
HNO3 = 40%
A= 800 kg
H2O 10 %
H2SO4 = 20 %
HNO3 = 70 %
B = 400 kg
H2O = 40 %
H2SO4 = 40 %
HNO3 = 20 %
C = 600 kg

ترکیب درصد مخلوط A و B بر روی پاره خط AB ( خط مشکی) و در نقطه­ای چون M واقع است.

ترکیب درصد مواد در مخلوط A و B و C بر روی پاره خط MC (خط آبی) و نقطه­ای مانند Q واقع است.

در نهایت ترکیب درصد محلول نهایی در نقطه­ای مانند P(نقطه سبز) بر روی پاره خط ZQ (خط قرمز) واقع است.

روش مثلث قائم­الزاویه(Right Triangle)

مثال 3) جهت تهیه اسید مورد نیاز در فرآیند نیتراسیون با ترکیب وزنی اسید سولفوریک 45% ، اسید نیتریک 30% و آب 25% از آب خالص، اسید سولفوریک غلیظ با درصد ترکیب (H2SO4 98 % , H2O 2%) ، اسید نیتریک با درصد ترکیب (HNO3 68% , H2O 32 %) و آب اسفاده می­شود جهت تهیه 10000kg مخلوط نیتراسیون چه مقدار از مواد یاد شده مورد نیاز است.

برای محاسبه و به دست آوردن جرم اسید سولفوریک و نیتریک یعنی M(n+s) و جرم آب Mw به وسیله خط کش پاره خط­های MF و FS اندازه­گیری شده و بر حسب میلیمتر یا سانتیمتر و در فرمول قرار داده می­شود.

برای محاسبه و به دست آوردن جرم اسید سولفوریک یعنی M(s) و اسید نیتریک یعنی M(n) به وسیله خط کش پاره خط­های MN و MW اندازه­گیری شده و بر حسب میلیمتر یا سانتیمتر و در فرمول قرار داده می­شود.


منبع : درسنامه اصول محاسبات شیمی صنعتی، شادروان دکتر نظام­الدین دانشور(استاد گروه شیمی کاربردی دانشکده شیمی دانشگاه تبریز)