Над катализатором при повышенном давлении
Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2
Из реакции следует
.
Откуда
.
Тогда для первой реакции:
.
А для второй
.
Очевидно
.
Следовательно, перевесит чашка, в которую бросили цинк.
Ответ: перевесит чашка с цинком
Задача 2. Определение молекулярной формулы вещества
При сжигании 2,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 2,7 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху 1,59. Определите молекулярную формулу и напишите структурные формулы веществ, учитывая явление изомерии.
Решение:
1. Определим массу углерода в веществе по известной массе образовавшегося оксида углерода (IV):
n = 1 моль n = 1 моль
M = 44 г/моль A = 12 г/моль
m = 44 г m = 12 г
В 44 г CO2 содержится 12 г С,
В4,4 г CO2 содержится m г С
г углерода.
2. Определим массу водорода в веществе по известной массе образовавшейся воды:
n = 1 моль n = 2 моль
M = 18 г/моль M = 1 г/моль
m = 18 г m = 2 г
В 18 г H2O содержится 2 г Н,
в 2,7 г H2O содержится m г Н
г водорода.
3. Определим, входят ли в состав вещества кислород:
m(вещества) = m(С) + m(Н) + m(О);
m(О) = m(вещества) – m(С) – m(Н), m(О) = 2,3 – 1,2 – 0,3 = 0,8 г
4. Найдем отношение числа атомов углерода и водорода в формуле вещества Оz:
x:y:z =2:6:1, C2H6O — этиловый спирт и диметиловый эфир
Задача 3. Сравнение реакционной способности
Сравните реакционную способность атомов водорода в изопентане у первичного, вторичного и третичного атомов углерода, если при хлорировании изопентана образовалась следующая смесь изомерных монохлорпроизводных: 30% 2-метил-1-хлрбутан; 15% 3-метил-1-хлорбутана, 33% 3-метил-2-хлорбутана и 22% 2-метил-2-хлорбутана.
Решение:
В молек – у вторичных и один — у третичного атамов углерода. Частное от деления массовой хлорпроизводного продукта на число соответствующих атомов водорода и является показателем реакционной способности атомов водрода при первичном, вторичном и третичном атомах улерода.
Реакционная способность при первичных 45:9 =5
Реакционная способность при вторичных 33:2 =16,5
Реакционная способность при третичных 22:1 =22
Самый реакционно-способный атом водорода при третичном углероде
Задача 4. Полимер
Этот уникальный полимер (X) был открыт в был открыт в апреле 1938 года 27-летним учёным-химиком Роем Планкеттом, который случайно обнаружил, что закачанное им в баллоны под давлением газообразное вещество А полимеризовалось в белый парафиноподобный порошок.
В настоящий момент основное назначение вещества А – получение полимеров данного класса. Само вещество получено при действии фтороводорода на газообразный хлороформ с последующим пиролизом образующегося промежуточного вещества B
Сам полимер Х и родственные ему полимеры обладают поразительной химической инертностью. Он не реагирует с концентрированными растворами щелочей, кислот и даже с царской водкой. При слабом нагревании Х способен реагировать только с расплавами щелочных металлов и фтором. Другими полезным свойством Х является способность несмачиваться как водой так и органическими веществами. Эти свойства и определяют область использования Х.
Хотя Х имеет довольно высокую для органических полимеров температуру плавления (327ºС) при температурах выше 200ºС он начинает медленно разлагаться с выделением токсичных веществ C и D. Вещество С особенно токсично для птиц. Выделение данного вещества при перегреве изделий, содержащих покрытие из Х часто становится причиной гибели домашних птиц (например, волнистых попугаев).
Вещество | A | B | C | D | X |
Молекулярная масса | 100 г/моль | 86,5 г/моль | 414 г/моль | 200 г/моль | – г/моль |
Вещества A, D, X состоят только из двух элементов, а вещества B и С из четырех. Вещество С является сильной одноосновной кислотой.
1) Напишите формулы веществ А,B, C, D и Х. Как называется вещество Х?
2) Напишите уравнения получения и полимеризации A.
3) Рассчитайте степень полимеризации X.
4) Объясните смысл фразы «c алмазным сердцем и шкурой носорога»
5) Напишите уравнения в результате которых получаются С и D.
6) В каких изделиях в быту используются покрытия из Х?
7) Несмотря на химическую инертность Х при низких температурах, при температуре выше 500º Х интенсивно реагирует с порошком магния, это свойство используется в некоторых зажигательных смесях. Напишите уравнение данной реакции.
Решение:
1) А — C2F4, M = 100 г/моль
В — СF2HCl, M = 86,5 г/моль
C — C7F15COOH, M = 414 г/моль, Перфтороктановая кислота
D — C4F8, M = 414 г/моль, перфторизобутилен
Х – политетрафторэтилен
2) 2HF + CHCl3 = CF2HCl + 2HCl
2CF2HCl (пиролиз) → C2F4 + 2HCl
3) h = 1000 = 5000
4) инертное вещество с малым коэффициентом трения
5) –CF2-CF2- + 6Mg (500 °С) → 2Mg2C + 2 MgF2 (зажигательные смеси)
Олимпиадное задание для 9 класса
Задача 1. Определение формулы вещества
Определите химическую формулу вещества, при сжигании которого в кислороде образовалось 3,6 мл воды и 2,24 л азота (при нормальных условиях). Относительная плотность паров исходного вещества по водороду равна 16.
Решение
Поскольку при сгорании вещества в кислороде образуются вода и азот, то в состав этого вещества входят водород и азот.
Находим массу водорода в 3,6 мл Н2О:
М (Н2О) = 1 × 2 + 16 = 18 г/моль, т (Н2О) = 18 г,
3,6 мл воды имеют массу 3,6 г, так как плотность воды равна 1 г/мл.
18 г Н2О содержат 2 г водорода,
3,6 г Н2О содержат х г водорода,
18 : 3,6 = 2 : х, х = = 0,4 г.
Находим массу азота:
М (N2) = 28 г/моль, т (N2) = 28 г.
Согласно закону Авогадро 1 моль азота имеет массу 28 г (при н. у.) и занимает объем 22,4л:
22,4 л азота имеют массу 28 г,
2,24 л азота имеют массу х г,
22,4 : 2,24 = 28 : х, х = = 2,8 г.
Количества веществ атомарных водорода и азота составят:
= 0,4 моль,
= 0,2 моль.
Находим отношение количеств веществ водорода и азота в соединении:
п (H): п (N) = 0,4 : 0,2 = 2 : 1.
Следовательно, общая формула соединений, отвечающих этому соотношению, – (NH2)п. Для нахождения п воспользуемся дополнительным условием:
D(H2) = М/2 = 16, М = 32.
Следовательно, (14 + 2) п = 32, откуда п = 2.
Ответ: вещество имеет формулу H2N – NH2 (гидразин
Задача 2. Регенерация воздуха
Одним из самых простых способов регенерации воздуха в замкнутых пространствах (космические корабли, подводные лодки) является перевод выдыхаемого углекислого газа в кислород. Для этого используются надпероксиды щелочных металлов, чаще всего калия. Надпероксиды поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Кроме того, они могут реагировать и с парами воды, давая дополнительное количество кислорода.
1) Напишите уравнение реакций образования надпероксида калия, его реакций с водой, с углекислым газом.
2) Почему из всех надпероксидов используется в основном надпероксид калия?
3) Определите какое количество (массу) надпероксида калия потребовалось бы загрузить в подводную лодку отправляющуюся в подводное плавание на месяц (30 суток), если известно что экипаж лодки состоит из 10 человек и каждый человек за сутки выдыхает около 500 л углекислого газа
4) Почему вместо чистого надпероксида калия практически всегда используется его смесь с пероксидом калия?
Решение
1) 4KO2 +2CO2 = 2K2CO3 + 3O2
4KO2 +2H2O = 4KOH + 3O2
2) Первый из Ме, который при сгорании дает надперекись, больше молей кислорода выделяет при регенерации
3) 10·500·30 = 1,5·105 л
ν(CO2) = 2(1,5·105/22,4) = 6696 моль
m(CO2) = 6696·71,1 = 476100 г или 476 кг
4) При сгорании на воздухе образуется надперекись с примесью перекиси
Задача 3. Определение состава газовой смеси
Над катализатором при повышенном давлении и высокой температуре пропущена смесь, состоящая из 15 л водорода и 15 л азота. Какие газы и в каком объемном отношении будут находиться в реакционной смеси после протекания реакции, если выход основного продукта составляет 50% от теоретического?
Решение
Запишем уравнение реакции и над формулами веществ проставим известные и неизвестные величины с размерностями:
15 л 15л х л
N2 + 3H2 D 2NH3.
Рассчитываем объемы 1 моль азота, 3 моль водорода и 2 моль аммиака при нормальных условиях и проставляем эти величины под соответствующими формулами:
15 л 15л х л
N2 + 3H2 D 2NH3.
22,4 л 67,2 л 44,8 л
Чтобы определить по уравнению реакции теоретический выход аммиака, надо знать какой из газов – азот или водород – прореагирует полностью:
15 : 22,4 > 15 : 67,2.
Азот взят в избытке, и дальнейшие расчеты выхода аммиака будем вести по водороду:
при взаимодействии 67,2 л Н2 образуется 44,8 л NH3,
при взаимодействии 15 л Н2 образуется х л NH3,
67,2 : 15 = 44,8 : х, х = = 10 л
– это теоретический выход аммиака. Определим практический выход аммиака:
j = Vпрак/Vтеор, Vпрак = j×Vтеор = 0,5 × 10 л = 5 л
– это практический выход аммиака, рассчитаем, сколько азота и водорода израсходовано при этом.
При взаимодействии 67,2 л Н2 образуется 44,8 л NH3,
при взаимодействии х л Н2 образуется 5 л NH3,
67,2 : х = 44,8 : 5, х = = 7,5 л.
При взаимодействии 22,4 л N2 образуется 44,8 л NH3,
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 |
Источник
Есть предчувствие, что скоро буду вырезать катализатор. На оборотах 4500 и выше слышно посвистывание в выхлопной системе. Хотя чего удивительного. В Европе в 60 тыс меняют катализаторы по ихним нормам. У нас до тех пор, пока не оплавится и машина ехать не перестанет. Учитывая качество зарубежного бензина и соответствие нормам, и нашего бензина, и судя по отзывам народа, которые ездили путешествовать на своих машинах за границу, разница действительно большая.
Как всегда, много текста и мало по существу)). Рассуждения в общем.
Скажу сразу, делать буду все своими руками. Но сначала нужно продиагностировать, а уже потом делать выводы. Рабочий кат выпиливать крайне не хочу. Я за то, что бы я и все люди дышали хорошим воздухом, хоть и мой вклад не велик, но тем не менее.
Ссылка на переходной штуцер для обмана второй лямбды:
www.ebay.com/itm/LAMBDA-O…sh=item27cb05bc40&vxp=mtr
Полезная статья по катализаторам:
Каждый владелец подержанного автомобиля рано или поздно сталкивается с желанием удалить катализатор. Одни бояться что катализатор откажет в самый не подходящий момент, вторые полагают что сильно потрёпанный отечественным бензином «каталик» мешает мотору дышать полной грудью, третьи полагают что удалив лишнее сопротивление на выпуске прибавят мощности двигателю и уменьшат расход топлива. Однако большинство автолюбителей залезших с ломом под капот ждёт не приятный сюрприз — ЭБУ (блок управления двигателем) видит отсутствие изменений отработавших газов до и после катализатора и выдаёт ошибку.
Пути обхода, всякого рода обманки и перепрошивки в данном материале я упоминать не буду — в каждом случае это свой метод ( широко обсуждается на различных автомобильных форумах по моделям).
Рассмотрим лишь корень зла — состояние катализатора. А стоило ли его вообще удалять? Многие ориентируются по своим субъективным ощущениям: стала плохо тянуть, «я точно знаю что забился катализатор», и т.д. Упёртых я переубеждать не буду, а здравомыслящие могут читать дальше. Итак, на самом деле достаточно проверить состояние катализатора и исходя из этого сделать вывод о необходимости его замены или удаления.
Как проверить катализатор? Наиболее простой и действенный метод — снять катализатор и осмотреть его. Состояние сот в целом и забитость сот на просвет. Но есть здесь одно «НО» — крепление катализатора порой настолько прикипает, что снятие превращается в длительное и увлекательное занятие (я 3 часа откручивал две задних гайки крепления. И смог открутить только распилив их пополам!). Тем более что работать придется снизу машины.
Проверить катализатор можно замерив выхлоп на содержание вредных веществ ( при неисправности катализатора содержание вредных веществ увеличивается по сравнению с полностью исправным авто) и проверив противодавление на выпуске ( признаки забитого катализатора — повышенное сопротивление и как следствие давление). Для более объективной оценки состояния стоит совмещать оба этих способа.
Для проверки состояния катализатора (по создаваемому противодавлению):
измеряется обратное давление отработавших газов, что позволяет определить необходимость замены или удаления катализатора. Для этого перед катализатором ввариваются отборочные штуцеры для отбора выхлопных газов. Целесообразно использовать штуцеры с резьбой и формой канала аналогичные штуцерам тормозных трубок. После завершения измерений в штуцеры завинчиваются пробки-заглушки. Эти пробки желательно изготовить из латуни, чтобы обеспечить их свободное отворачивание в процессе эксплуатации. Для измерений в штуцер заворачивается тормозная трубка длиной 400-500 мм, которая будет рассеивать избыточное тепло. На обратный конец трубки надевается резиновый шланг, с другой стороны подсоединяемый к манометру с диапазоном измерений до 1 кг/см3. Необходимо следить, чтобы шланг не касался деталей выпускной системы.
Обратное давление измеряется при разгоне автомобиля с полностью открытой дроссельной заслонкой. Давление по манометру определяют во время разгона при росте оборотов и записывают эти значения при разных значениях оборотов. Если значения обратного давления при работе с полностью открытой дроссельной заслонкой превышают 0,35 кг/см3 в какой-либо области оборотов, то выпускная система нуждается в доработке.
Это был желаемый метод проверки катализатора, однако в реалии вварка штуцеров дело мутное, поэтому я делаю так:
Выкручиваю лямбду стоящую перед катализатором и через переходик вставляю манометр (желательно поточнее до 1 кг/см3).
В роли переходника пойдет даже подходящий резиновый шланг облагороженный ножиком (главное герметичность).
Для наглядности продемонстрирую инструмент для профессионального обслуживания. По сути это фабричный аналог того что я описал выше.
Сам я мерил при помощи шланга .
Итак:
— Заводим и смотрим сколько показывает манометр (это и есть противодавление на выпуске).
— Помощник поднимает обороты до 3000 , смотрим.
— Помощник поднимает обороты до 5000 , смотрим.
Не перекручиваем двигатель! Достаточно 5-7 секунд.
Не стоит использовать манометр меряющий до 3 кгс- он давление может даже не почувствовать. Максимум на манометре 2кгс, лучше 0,5. (иначе погрешность будет соизмерима с величиной измерения)
у меня был манометр не совсем подходящий, но при этом максимум был 0,5кг пиком во время резкого набора оборотов с ХХ до 5000 (манометр просто дёрнулся и упал на «0» ) . так вот это не считается.
А по уму стояло бы совместить два этих метода так:
1) Выкрутить лямбду стоящую перед катализатором
2) вместо лямбды вкрутить штуцер
3) к штуцеру прикрутить кусок тормозной трубки (есть такие с накидными болтами)
4) на конец трубки надеть шланчик, и просунуть его аккуратно в салон
5) ну и дальше как в первом случае :
с другой стороны подсоединяемый к манометру с диапазоном измерений до 1 кг/см3. Необходимо следить, чтобы шланг не касался деталей выпускной системы.
Обратное давление измеряется при разгоне автомобиля с полностью открытой дроссельной заслонкой. Давление по манометру определяют во время разгона при росте оборотов и записывают эти значения при разных значениях оборотов. Если значения обратного давления при работе с полностью открытой дроссельной заслонкой превышают 0,35 кг/см3 в какой-либо области оборотов
6) из-за не работающей (выкрученной лямбды будет гореть чек, ну и бог с ним), после установки её на место чеку погаснет.
7) Предел 0,35 кг/см3 взят для тюнинговых авто, для нормальных подержанных авто думаю можно расширить допуск до 0,5 кг/см3
Если диагностика состояния катализатора показала повышенное сопротивление проходу отработавших газов, то необходимо промыть катализатор, если вскрытие покажет что промывка невозможна (механическое повреждение) то следует заменить катализатор, в случае, когда замена катализатора экономически не целесообразна — удалить катализатор.
Ссылка на первоисточник:
avtogid4you.narod.ru/index/0-44
Источник
Я уверен, что почти каждый автолюбитель, который имеет подержанный автомобиль рано или поздно задумывается об удалении катализатора. Причин на это несколько, одни предполагают, что катализатор может отказать в самый не подходящий момент, вторые думают, что довольно сильно потрёпанный отечественным бензином, он не дает двигателю «дышать полной грудью», третьи полагают что, если удалить лишнее сопротивление на выпуске, можно получить прибавку мощности двигателя, а так же уменьшить расход топлива. Но, к сожалению, большинство автолюбителей, которые залезли под капот с ломом, ждёт не очень приятный сюрприз — это ЭБУ (блок управления двигателем), данный блок заметит, что отсутствуют изменения выхлопных газов до и после катализатора и выдаст ошибку.
Но не все так плохо, существует возможность обмануть блок, но можно его и перепрошить (в данном материале данный способ упомянут не будет) – для каждого случая существует свой метод (данные вопросы обсуждаются на автомобильных форумах).
Рассмотрим корень зла — состояние «каталика». А стоит ли его удалять? Большинство автолюбителей ориентируются по своим ощущениям: автомобиль стал плохо тянуть, «я уверен, что катализатор забился и он причина», и т.д. Переубеждать упёртых я не буду, а здравомыслящие читают дальше. Итак, всего-то нужно проверить состояние катализатора, а уже исходя из его состояния, будем делать вывод о необходимости его удаления или замены, но чаще всего их удаляют, из-за их стоимости.
Возник вопрос, «Как проверить катализатор?». Самый действенный и простой метод — демонтировать катализатор и осмотреть его.
Снимаем катализатор и смотрим, в каком состояние находятся соты в целом, забитость сот можно проверить на просвет, для этого пригодится источник света. Но не все так просто как кажется, иногда при длительной эксплуатации крепление катализатора прикипает так сильно, что снятие катализатора может превратиться в долгое и увлекательное занятие (лично я, две задних гайки крепления откручивал 3 часа, в итоге открутить их пришлось распилить пополам!). Работа крайне не удобная, потому что работать нужно снизу автомобиля.
Есть еще несколько способов проверки катализатора, можно замерить выхлоп на содержание вредных веществ (при неисправном катализаторе содержание вредных веществ значительно увеличивается по сравнению с исправным катализатором), еще можно проверить противодавление на выпуске (признаком забитого катализатора является повышенное сопротивление и как следствие давление).
Для объективной оценки состояния нужно совместить оба этих способа.
Проверка катализатора на противодавление
Ниже описан способ проверки состояния катализатора (по создаваемому противодавлению):
Для этого, перед катализатором нужно вварить отборочные штуцеры для отбора отработавших газов. Целесообразно вваривать штуцеры с резьбой и формой канала, эти штуцеры похожи на штуцеры тормозных трубок. После завершения измерений, в эти штуцеры ввинчиваются пробки-заглушки. Пробки-заглушки желательно изготовить из латуни — это обеспечит им свободное откручивание в процессе эксплуатации. Для измерений в штуцер нужно ввернуть тормозную трубку длиной 400-500 мм, задача которой рассеивать избыточное тепло. На свободный конец трубки надеваем резиновый шланг, к шлангу подцепляем манометр, его диапазон измерений должен быть до 1 кг/см3.
Нужно следить за тем, чтобы во время данной процедуры шланг не соприкасался деталей выпускной системы.
Обратное давление можно измерить при разгоне автомобиля с полностью открытой заслонкой дросселя. Давление определяют по манометру во время разгона, при росте оборотов, все значения записывают. В случае, если значения обратного давления при работе с полностью открытой заслонкой в какой-либо области оборотов превысят 0,35 кг/см3, это значит, что выпускной системе необходима доработка.
Это метод проверки катализатора желаемый, однако, в реалии вварка штуцеров дело довольно таки мутное, поэтому я делал так:
Выкрутил лямбду, которая стоит перед катализатором и через переходник вставил манометр. (Манометр желательно использовать поточнее до 1 кг/см3).В роли переходника я использовал резиновый шланг, который подогнал по размеру ножиком, (не забывайте, что герметичность важна).
Сам я замерял при помощи шланга.
Итак:
Запускаем двигатель и смотрим снимаем показания манометра(это противодавление на выпуске).
Садим помощника за руль, он поднимает обороты до 3000, снимаем показания.
Помощник опять поднимает обороты, но уже до 5000, снимаем показания.
Двигатель перекручивать не нужно! 5-7 секунд вполне достаточно.Не нужно использовать манометр меряющий до 3 кг/см3, так как он может даже не почувствовать давление. Максимум манометра 2кг/см3, лучше 0,5. (иначе погрешность может быть соизмерима с величиной измерения). Я пользовался не совсем подходящим манометром, но при этом максимум был 0,5кг/см3, максимум во время моментального увеличения оборотов с ХХ до 5000 (манометр дёрнулся и упал на «0» ). Так вот это не считается.
А по уму, два этих метода можно совместить так:
1) Выкручиваем лямбду, стоящую перед катализатором.
2) Вместо этой лямбды вкручиваем штуцер.
3) К штуцеру прикручиваем кусок тормозной трубки (есть с накидными болтами).
4) На конец трубки надеваем шланг, и просовываем его в салон.
5) Ну а дальше, как в первом случае.
С другой стороны подсоединяем к манометру, диапазон измерения которого до 1 кг/см3. Нужно проследить, чтобы шланг не соприкасался с деталями выпускной системы.
Обратное давление можно измерить при разгоне автомобиля с полностью открытой заслонкой дросселя.
Давление определяют по манометру во время разгона, при росте оборотов, все значения записывают. В случае, если значения обратного давления при работе с полностью открытой заслонкой в какой-либо области оборотов превысят 0,35 кг/см3, это значит, что выпускной системе необходима доработка.
6) Из-за не функционирующей (выкрученной лямбды начнет гореть чек), после того, как лямбда будет установлена на место, чек погаснет.
7) Предел 0,35 кг/см3 используется для тюнинговых автомобилей, а для нормальных автомобилей, на мой взгляд, допуск можно расширить до 0,5 кг/см3.
Если диагностика катализатора показывает повышенное сопротивление проходу выхлопных газов, значит необходимо катализатор промыть, если промывка невозможна, то катализатор придется заменить, если замена не целесообразна экономически, тогда удаляем катализатор.
Источник
