Wie ist diese Aufgabe zu lösen, bzw hat jemand Lösungsansätze?
Es sind V = 5 m3/h Methanol, Volumenanteil j = 0,2, aus j = 0,4 herzustellen!
Wie viel Methanol und wie viel Wasser werden benötigt?
Wie groß ist der Mischbehälter VB für den kontinuierlichen Betrieb, wenn die Verweilzeit t = 30 min und der Füllungsgrad hF = 0,75 betragen?
Lösen Sie den ersten Teil durch sachliche Überlegung ohne Berechnung und bestätigen Sie das Ergebnis durch die Mischungsgleichung!
Beim ersten Teil der Aufgabe macht es einfach nicht Klick. Vielleicht hat jemand eine Idee?
1 Antwort
Ich bin kein Verfahrenstechniker und kann daher nur hoffen, daß wir mit „Volumenanteil“ dasselbe meinen (ich kenne es nur mit dem Buchstaben φ): Eine Methanol–Wasser-Mischung mit φ(Methanol)=0.2 bekommt man z.B. durch Zusammenschüt3.ten von 0.2 Liter Methanol mit 0.8 Litern Wasser.
Wenn das so ist, dann besteht 1 l Deiner Ausgangslösung (φ=0.4) aus 400 ml Methanol und 600 ml Wasser. Eine Lösung mit φ=0.2 würde aus 400 ml Methanol und 1600 ml Wasser bestehen. Daraus folgt, daß Du einen Liter Deiner Ausgangslösung mit einem weiteren Liter Wasser verdünnen mußt, um φ=0.2 zu erreichen. Das Mischungsverhältnis Deiner Anlage ist also 1:1.
Da Du stündlich 5 m³ der verdünnten Lösung erhalten willst, mußt Du je 2½ m² der Ausgangslösung und des Wassers zugießen. Pro halber Stunde fließen 2½ m³ Flüssigkeit zu. Die muß der Behälter halten können, und wenn er dabei nur zu ¾ gefüllt sein soll, dann muß er 2½ m³ ⋅ 4⁄3 = 3.3 m³ groß sein.
(Zumindest würde ich als Chemiker die Aufgabe so verstehen. Als kleinen Nitpick gebe ich zu bedenken, daß Volumina nicht additiv sind und daß Du folglich weniger als 5 m³ aus dem Mischungstank herausbekommst; der Effekt ist typischerweise um die 1% und kann möglicherweise ignoriert werden)
Wenn man auf Zahlen kommen will, dann muß man mit Zahlen anfangen und irgendetwas rechnen. Ich weiß auch nicht, was damit gemeint sein sollte, deshalb habe ich es in Schritten hergeleitet. Natürlich könte man auch einfach sagen „φ halbiert sich, also muß sich das Volumen verdoppeln“.
@indiachinacook dein letzter Satz klingt so, als könnte das den Aufgabensteller eventuell zufrieden stellen. Ich danke Dir auf jeden Fall ganz herzlich für deine Zeit und dein Wissen!
Vielen Dank für die schnelle Antwort! Das hat auf jeden Fall sehr geholfen. Lediglich mit der sachlichen Überlegung ohne Berechnung tu ich mich etwas schwer. Wie soll man ohne Berechnung auf diese Zahlen kommen?