angenehm kühl.
Der gleiche Effekt wurde in früheren Zeiten auch in unseren Breitengraden angewendet, bevor Traktoren über klimatisierte Kabinen verfügten. Bauern kühlten im Sommer bei der Feldarbeit ihre Getränkeflaschen, indem Sie diese mit einem feuchten Handtuch umwickelten. Auch hier verdunstet die Flüssigkeit aus dem Handtuch. Die dafür benötigte Energie wird der Flasche und der darin befindlichen Flüssigkeit entzogen.
Der gleiche Effekt tritt auch bei feuchten Wadenwickeln auf, um das Fieber eines Patienten zu senken.
Und jetzt sagen Sie noch, Verfahrenstechnik wäre nicht interessant! Sie können mit ihr alle wichtigen Dinge des täglichen Lebens beschreiben!
Kapitel 3
Konzentrationen
IN DIESEM KAPITEL
Verstehen Sie, warum Konzentrationen eingeführt werden müssen
Lernen Sie die verschiedenen in der Verfahrenstechnik gebräuchlichen Konzentrationsmaße kennen
Wird Ihnen der Unterschied zwischen Stoffmengenanteil und Beladung verdeutlicht
Lernen Sie, wie die verschiedenen Konzentrationen ineinander umgerechnet werden können
In der Psychologie ist die Konzentration »die willentliche Fokussierung der Aufmerksamkeit auf eine bestimmte Tätigkeit, das Erreichen eines kurzfristig erreichbaren Ziels oder das Lösen einer gestellten Aufgabe«. Sie ahnen schon, dass Sie als Verfahrenstechniker diese Definition links liegen lassen können. Sie verstehen als Konzentration die Menge eines Stoffs in einer Phase oder einem anderen Stoff.
Phasen werden durchgemischt
Den Begriff der Mischphase haben Sie schon im vorigen Kapitel kennengelernt. Es ist eine Phase, die aus mehreren Komponenten besteht. Nun sind an verfahrenstechnischen Prozessen in der Regel aber mindesten zwei Phasen beteiligt, bei denen es sich jeweils um Mischphasen handelt. Spätestens jetzt wird Ihnen klar, dass Sie die Konzentration der Komponenten in jeder Phase kennen müssen!
Abbildung 3.1 Mischphasen
An dem Beispiel sehen Sie: bei Mischphasen ist die Einführung von Konzentrationsmaßen zur Beschreibung der zwischen den Phasen ablaufenden Vorgänge unerlässlich. Sie wüssten sonst gar nicht, was mit dem Schwefeldioxid passiert. Die Konzentration an Schwefeldioxid in der Gasphase muss abnehmen, Sie wollen das Gas ja reinigen. Dadurch muss die Schwefeldioxidkonzentration in der Flüssigkeit zunehmen, hier wird das SO2 gelöst.
In der Praxis werden unterschiedliche Möglichkeiten verwendet, um Konzentrationen anzugeben. Die für die Verfahrenstechnik wichtigen werden Sie jetzt kennenlernen.
Wie konzentriert soll's denn sein?
In der Verfahrenstechnik und der Chemie sind verschiedene Möglichkeiten gebräuchlich, um eine Konzentration anzugeben, die alle ihre Vor- und Nachteile besitzen.
Molare Konzentration
Die molare Konzentration c i mit der Einheit mol/m3 (sehr häufig auch angegeben als mol/l) ist der Quotient aus der Stoffmenge n i und dem Volumen V:
(3.1)
wobei der Index i die Komponente angibt, für die das Konzentrationsmaß ermittelt werden soll.
Nun wissen Sie aus dem vorigen Kapitel, das das mit dem Mol so ein Problem ist. Wie bekommen Sie ein Mol Kochsalz in ein Liter Wasser? Es bleibt Ihnen nichts Anderes übrig, als das Kochsalz zu wiegen. Sie müssen genau so viel Gramm einwiegen, dass diese Masse einem Mol entspricht! Jetzt erinnern Sie sich wieder an das letzte Kapitel und wissen, wie die Molmasse M definiert ist:
Wenn Sie also 58,5 g Kochsalz in 1 l Wasser geben, erhalten Sie eine einmolare Kochsalzlösung.
Massenkonzentration
Selbstverständlich kann auch mit der Massenkonzentration c m,i , Einheit kg/m3, gearbeitet werden. Hier wird die Masse des Stoffs i (m i ) auf das Volumen bezogen:
(3.2)
Neben den bisher besprochenen Konzentrationen besteht die Möglichkeit, den Anteil einer Komponente an der Gesamtmenge anzugeben. Die Konzentrationsangabe ist dann dimensionslos. In der Verfahrenstechnik werden dazu verwendet
Massenanteil,
Stoffmengenanteil und
