Процесс производства соды можно отобразить в виде суммарных реакций:

(1)

(2)

Задание №1: Рассчитаем материальный баланс по реакции (1) на 1000 кг NaHCO3 при a1=1 двумя способами.

Первый способ

Рассчитаем массу NaCl, NH3, CO2, H2O необходимую для получения 1000 кг NaHCO3.

Расчет будем вести по пропорции, где слева – реагент, справа – продукт.

M(NaCl)=23+35,5=58,5 кг/кмоль; M(NaHCO3)=23+1+12+16·3=84 кг/кмоль; M(NH3)=14 +1·3=17 кг/кмоль; M(CO2)=12 +16·2=44 кг/кмоль;

M(H2O)=16 +1·2=18 кг/кмоль, M(NH4Cl)=14 +1·4+35,5=53,5 кг/кмоль.

Масса NaCl, необходимая на взаимодействие:

Масса NH3, необходимая на взаимодействие:

Масса CO2, необходимая на взаимодействие:

Масса H2O, необходимая на взаимодействие:

Тогда масса образовавшегося хлорида аммония равна:

Второй способ

Рассчитаем число кмоль NaHCO3, которое соответствует 1000 кг.

Из уравнения реакции (1) число моль каждого из реагентов равно числу молей NaHCO3 и равно 11,905 кмоль.

Тогда массы реагентов и продуктов равны:

Задание №2: Рассчитаем материальный баланс по реакциям (1–2) на 1000 кг Na2CO3 при a1=a2=95 %.

(2)

Найдем число молей Na2CO3, которое соответствует 1000 кг:

Из уравнения реакции (2) число моль каждого продуктов равно числу молей Na2CO3 и равно 9,434 кмоль при a2= 100%, но у нас 95 %

Тогда массы продуктов и продуктов по уравнению (2) равны:

Масса непрореагировавшего NaHCO3:

Результаты промежуточных расчетов по реакции (2) сведем в таблицу:

Полученные данные используем для расчетов по реакции (1):

(1)

Из предыдущих расчетов получена масса NaHCO3 равная 1668,3 кг и используем её для дальнейших расчетов.

Число кмоль NaHCO3 содержащееся в 1668,3 кг:

Из уравнения реакции (1) число моль каждого продуктов равно числу молей NaHCO3 и равно 19,861 кмоль при a1= 100%, но у нас 95 %.

Тогда массы реагентов и продуктов равны: