反応工学ＣＳＴＲ直列の問題です。

質問

Ａ→Ｂ→Ｃ
r1=k1ＣA、r2=k2ＣB
k1=0.50/min、k2=0.25/min
の液相反応を容積2.0lのＣＳＴＲを２基直列に接続して実施する。入り口条件は次のように設定する。
ＣA0=2.0mol/l、ＣB0=ＣC0=0、v=1.0l/min
第一層、第２相出口における各成分の濃度を求めよ。

この問題の解く過程もつけて教えてください。

回答No.1

gohtraw

反応による体積変化はないものとして、それぞれの成分についての物質収支を考えると、
（１）槽への流入
（２）槽内で起きる反応による消費
（３）槽内で起きる反応による生成
（４）槽からの流出
があり、定常状態ではこれらの合計がゼロになります。
第１槽の場合、
Ａ：ｖＣＡ０－Ｖｋ１ＣＡ－ｖＣＡ＝０
Ｂ：Ｖｋ１ＣＡ－Ｖｋ２ＣＢ－ｖＣＢ＝０
Ｃ：Ｖｋ２ＣＢ－ｖＣＣ＝０
この連立方程式を解くと第１槽出口濃度ＣＡ、ＣＢ、ＣＣが判ります。
　第２槽についても同じですが流入するものの中にＢ、Ｃが含まれるため式の形が若干変わります。
Ａ：ｖＣＡ－Ｖｋ１ＣＡ’－ｖＣＡ’＝０
Ｂ：ｖＣＢ＋Ｖｋ１ＣＡ’－Ｖｋ２ＣＢ’－ｖＣＢ’＝０
Ｃ：ｖＣＣ＋Ｖｋ２ＣＢ’－ｖＣＣ’＝０
これを解くと第２槽出口濃度ＣＡ’、ＣＢ’、ＣＣ’が判ります。

お礼

ありがとうございます。大変わかりやすい解説で助かりました。