II.6.2. Conversia utilă. Conversia totală.

Pentru a caracteriza din punct de vedere cantitativ transformarea materiei prime în diferiți produși (principali și secundari), se folosesc trei mărimi adimensionale : conversie utilă, conversie totală și randament (selectivitate).

Conversia utilă (C_u) reprezintă procentul molar de materie primă transformată în produs util (produs principal).

ν_u = cantitatea în moli de materie primă transformată în produs util
ν = cantitatea în moli de materie primă folosită

Conversia totală (C_t) reprezintă procentul molar de materie primă total transformată în produși (principali și secundari).

ν_t = cantitatea în moli de materie primă total transformată în produși (principali și secundari)
ν = cantitatea în moli de materie primă folosită

Randamentul (selectivitatea) de transformare al materiei prime reprezintă raportul dintre conversia utilă (Cu) și conversia totală (Ct ).

C_u = conversia utilă
C_t = conversia totală
ν_u = numărul de moli de materie primă transformați în produs util
ν_t = numărul de moli de materie primă transformați în produs util și neutil

🔓 Probleme rezolvate

1. Știind că prin cracarea n-propan, la 600 °C și presiune atmosferică, în amestecul rezultat raportul molar : propenă (produs util):etenă:n-propan este 4:2:4, să se calculeze conversia utilă, conversia totală și randamentul.

Rezolvare:

Prin cracarea n-propan au loc simultan următoarele reacții:

Aplicăm formula conversiei utile:

ν_u = numărul de moli de n-propan transformați în produs util (propenă)
ν = numărul de moli de n-propan introduși în reactor (și transformați și netransformați)

Aplicăm formula conversiei totale:

ν_t = numărul de moli de n-propan transformați în produs util și neutil (propenă și etenă)

Aplicăm formula randamentului:

2. Știind că acidul benzensulfonic, folosit ca dezinfectant și în sinteze organice, se obține printr-o reacție de substituție a benzenului la nucleu cu acid sulfuric concentrat (oleum), când un atom de H din nucleul aromatic este înlocuit de o grupare sulfonică. Amestecul de compuși organici rezultați conține acid benzensulfonic (X), acid meta-benzendisulfonic (Y) și benzen (Z). Află raportul molar al acestor trei compuși din amestecul rezultat, cunoscând conversia utilă de 75% și conversia totală de 95%.

Rezolvare:

Au loc simultan următoarele reacții:

Calculăm numărul de moli și îi înlocuim în formulele conversiei utile și totale:
ν_u = numărul de moli de benzen transformați în produs util (acid benzensulfonic) = X
ν = numărul de moli de benzen introduși în reactor = X + Y + Z
ν_t = numărul de moli de benzen transformați în produs util și neutil = X + Y