စက်မှုလုပ်ငန်းကမ္ဘာတွင် ဓာတုဗေဒမျှခြေကို ဆွေးနွေးသည့် ဥပမာမေးခွန်းများ
ဓာတုဗေဒမျှခြေသည် ဓာတုဗေဒတွင် အရေးကြီးသော အယူအဆတစ်ခုဖြစ်ပြီး စက်မှုလုပ်ငန်းနယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးချနိုင်သည်။ ဓာတုဓာတ်ပြုမှုတွင် ရှေ့သို့ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းသည် ပြောင်းပြန်ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းနှင့် ညီမျှသောအခါ မျှခြေဖြစ်ပေါ်လာသောကြောင့် ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများနှင့် ထုတ်ကုန်များ၏ ပါဝင်မှုများသည် အချိန်နှင့်အမျှ မပြောင်းလဲဘဲရှိနေပါသည်။ ဆေးဝါးများ၊ ရေနံဓာတုဗေဒနှင့် အစားအသောက်ပြုပြင်ထုတ်လုပ်ခြင်းကဲ့သို့သော စက်မှုလုပ်ငန်းများစွာသည် ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ထိရောက်မှုကို အကောင်းဆုံးဖြစ်စေရန် ဓာတုမျှခြေကို နားလည်ခြင်းနှင့် ထိန်းချုပ်ခြင်းအပေါ် များစွာမှီခိုအားထားရသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ဓာတုမျှခြေနှင့် ဆက်စပ်သော ပြဿနာများ၏ ဥပမာများစွာနှင့် ၎င်းတို့ကို မည်သို့ဖြေရှင်းရမည်ကို ဆွေးနွေးပါမည်။
ဥပမာမေးခွန်း ၁: အမိုးနီးယားလုပ်ငန်း (Haber-Bosch လုပ်ငန်းစဉ်)
မေးခွန်း:
Haber-Bosch လုပ်ငန်းစဉ်သည် အမိုးနီးယား (NH4) ကို ထုတ်လုပ်သည်။3နိုက်ထရိုဂျင် (N) မှ2) နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင် (H2) တုံ့ပြန်မှုအရ:
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
500 K တွင်၊ ဤဓာတ်ပြုမှုအတွက် မျှခြေကိန်းသေ (Kc ) သည် 6.0 x 10^-2 ဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် 1.00 L ထုထည်ရှိသော ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွင် 1.00 mol N2 နှင့် 3.00 mol H2 ဖြင့် စတင်ပါက ၊ မျှ ခြေ တွင် အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီ၏ ပြင်းအားကို တွက်ချက်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်:
၁။ စနစ်ရှိ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီအတွက် ပါဝင်မှုပြောင်းလဲမှုကို ဆုံးဖြတ်ပါ။
\[ \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \]
x ကို NH ၏ မိုလ်များ ဖြစ်ပါစေ။3 ၎င်းသည် မျှခြေတွင် ဖြစ်ပေါ်လာပါက၊ အာရုံစူးစိုက်မှု ပြောင်းလဲမှုမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
- N2: -x မော်လီကျူး/လီတာ
- H2: -၃x mol/L
– နယူးဟမ်းရှိုင်းယား3+၂ မော်လီကျူး/လီတာ
၂။ မျှခြေကိန်းသေ (K) ကို အခြေခံ၍ မျှခြေညီမျှခြင်းကို စီစဉ်ပါc):
\[
K_c = \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2][\text{H}_2]^3} = ၆.၀ \x၁၀^{-၂}
\]
ကနဦးအာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် အာရုံစူးစိုက်မှုပြောင်းလဲမှု-
– [N]2] = ၁.၀၀ – x
– [ဟ]2] = ၃.၀၀ – ၃x
– [NH]3] = ၂ ဆ
၃။ ဤတန်ဖိုးများကို မျှခြေညီမျှခြင်းထဲသို့ ထည့်သွင်းပါ-
\[
၆.၀ \x၁၀^{-၂} = \frac{(၂x)^၂}{(၁.၀၀ – x)(၃.၀၀ – ၃x)^၃}
\]
၄။ ညီမျှခြင်းကိုဖြေရှင်းရန် trial and error သို့မဟုတ် အခြားဂဏန်းသင်္ချာနည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ x ၏တန်ဖိုးကိုတွက်ချက်ပါ။
တွက်ချက်ပြီးနောက် x = 0.46 ကို ရရှိပါတယ်။ ဒါကြောင့် -
– [N]2] = 1.00 – 0.46 = 0.54 mol/L
– [ဟ]2] = 3.00 – 3(0.46) = 1.62 mol/L
– [NH]3] = ၂(၀.၄၆) = ၀.၉၂ မော်လီ/လီတာ
ဥပမာမေးခွန်း ၂: ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်စက်မှုလုပ်ငန်း (ဆက်သွယ်ရန်လုပ်ငန်းစဉ်)
မေးခွန်း:
ထိတွေ့မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဆာလဖာဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (SO4) ပြောင်းလဲခြင်း၊2) ဆာလ်ဖာ ထရိုင်အောက်ဆိုဒ် (SO3) အဖြစ်သို့3(က) တုံ့ပြန်မှုမှတစ်ဆင့်
\[ ၂\စာသား{SO}_2(g) + \စာသား{O}_2(g) \ညာဘက်ဘယ်ဘက်သာပွန်း ၂\စာသား{SO}_3(g) \]
600 K တွင် ဤဓာတ်ပြုမှုအတွက် မျှခြေကိန်းသေ (Kc ) သည် 350 ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွင် 0.50 mol SO2၊ 0.25 mol O2 နှင့် 0.10 mol SO3 တို့ပါဝင်ပါက 2.00 L ပမာဏ တွင် မျှ ခြေရှိ အစိတ်အပိုင်းများ၏ ပါဝင်မှုများကို တွက်ချက်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်:
၁။ ကနဦး செறியாள்ကို ဆုံးဖြတ်ပါ-
– [ဆိုလိုသည်မှာ2]အစ = 0.50 mol / 2.00 L = 0.25 M
– [အို]2]အစ = 0.25 mol / 2.00 L = 0.125 M
– [ဆိုလိုသည်မှာ3]အစ = 0.10 mol / 2.00 L = 0.05 M
၂။ x ကို SO ပါဝင်မှု ပြောင်းလဲမှု ဖြစ်ပါစေ။3 မျှခြေတွင် ဖွဲ့စည်းထားသည်-
– [ဆိုလိုသည်မှာ2]: ၀.၂၅ – x
– [အို]2]: ၀.၁၂၅ – \(\frac{x}{2}\)
– [ဆိုလိုသည်မှာ3]: ၀.၀၅ + x
၃။ မျှခြေညီမျှခြင်းထဲသို့ ထည့်သွင်းပါ-
\[
၃၅၀ = \frac{(၀.၀၅ + x)^၂}{(၀.၂၅ – x)^၂ \cdot (၀.၁၂၅ – x}{2})}
\]
၄။ ဤညီမျှခြင်းကို ဖြေရှင်းခြင်းဖြင့် (ဂဏန်းသင်္ချာနည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ သို့မဟုတ် ပရိုဂရမ်ရေးသားနိုင်သော ဂဏန်းတွက်စက်ကို အသုံးပြု၍) x = 0.165 ဖြစ်ကြောင်း တွေ့ရှိရသည်။ ထို့နောက်-
– [ဆိုလိုသည်မှာ2] = 0.25 – 0.165 = 0.085 M
– [အို]2] = 0.125 – \(\frac{0.165}{2}\) = 0.0425 M
– [ဆိုလိုသည်မှာ3] = ၀.၀၅ + ၀.၁၆၅ = ၀.၂၁၅ မီတာ
ဥပမာမေးခွန်း ၃: အီသိုင်းဘင်ဇင်းထုတ်လုပ်မှု
မေးခွန်း:
အီသိုင်းဘင်ဇင်း ထုတ်လုပ်ရာတွင် စတိုင်ရင်းကို အီသိုင်းဘင်ဇင်း (C2) ၏ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နိတ်မှ ထုတ်လုပ်သည်။6H5CH2CH3):
\[ \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{CH}_3(g) \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_5\text{CH=CH}_2(g) + \text{H}_2(g) \]
700 K တွင် ဤဓာတ်ပြုမှုအတွက် မျှခြေကိန်းသေ (Kc ) သည် 2.5 ဖြစ်ပြီး 1.0 L ပမာဏတွင် အီသိုင်းဘင်ဇင်း 1.0 mol ရှိနေပါက မျှခြေတွင် ပါဝင်မှုကို တွက်ချက်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်:
၁။ ကနဦး செறியாள்ကို ဆုံးဖြတ်ပါ-
– [စီ]6H5CH2CH3] = 1.0 M
– [စီ]6H5CH=CH2] = 0 M (ပြိုကွဲမသွားသေးသောကြောင့်)
– [ဟ]2] = 0 M
၂။ x ကို C ၏ ပါဝင်မှု ပြောင်းလဲမှု ဖြစ်ပါစေ။6H5CH=CH2 မျှခြေတွင် ဖွဲ့စည်းထားသည်-
– [စီ]6H5CH2CH3]: ၀.၂၅ – x
– [စီ]6H5CH=CH2]: x
– [ဟ]2]: x
၃။ မျှခြေညီမျှခြင်းထဲသို့ ထည့်သွင်းပါ-
\[
၂.၅ = x(x^2) မှ ၁.၀ – x အကြား ညီမျှခြင်း
\]
၄။ ဤ quadratic equation ကို ဖြေရှင်းခြင်းဖြင့် x = 0.62 ဖြစ်ကြောင်း တွေ့ရှိရသည်။ ထို့နောက် -
– [စီ]6H5CH2CH3] = 1.0 – 0.62 = 0.38 M
– [စီ]6H5CH=CH2] = 0.62 M
– [ဟ]2] = 0.62 M
ဤဥပမာသုံးခုတွင်၊ ဓာတုမျှခြေသဘောတရားကို မတူညီသောစက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာအခြေအနေများတွင် မည်သို့အသုံးချသည်ကို ကျွန်ုပ်တို့တွေ့မြင်ခဲ့ရပါသည်။ ဓာတုမျှခြေကို တိကျစွာထိန်းချုပ်ခြင်းသည် ထုတ်လုပ်မှုထိရောက်မှုနှင့် ထုတ်ကုန်အရည်အသွေးကို တိုးတက်စေနိုင်သောကြောင့် ဓာတုမျှခြေသည် စက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အခြေခံကျပြီး အရေးကြီးသောမူတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဓာတုမျှခြေကို ပြည့်စုံစွာနားလည်ခြင်းသည် အင်ဂျင်နီယာ သို့မဟုတ် စက်မှုလုပ်ငန်းကျွမ်းကျင်သူတစ်ဦးအား လုပ်ငန်းစဉ်များကို အကောင်းဆုံးဒီဇိုင်းရေးဆွဲပြီး လည်ပတ်နိုင်စေပါသည်။
