化学工学用語集

液相でイオンを生成するような化合物を含む系を電解質系といいます。化学プラントにおいては酸やアルカリを扱うことはよくあるため、電解質系の気液平衡計算を精度よく行なうことは機器設計するうえで非常に重要です。

Debye-Hückelの理論は1923年に発表された希薄強電解質溶液の活量係数を表わす理論です。現在実用的に使用されている電解質モデルはほとんど全てこのDebye-Hückelの理論をベースにして改良されてきたモデルです。

伝熱面積を稼ぐために撹拌槽内に設置して、熱交換させる装置を伝熱コイルといいます。撹拌槽サイズが大きくなるとジャケットからの伝熱だけでは伝熱能力が不足するようになります。この伝熱能力不足を解消する手法の1つとして、撹拌槽内に伝熱コイルを挿入し伝熱面積を稼ぐことが挙げられます。

撹拌槽の壁面に内容物を加熱・冷却するための用役を流すスペースを設けることが多いですが、これをジャケットといいます。ジャケット伝熱は最も一般的な手法で、内部コイルと違って槽内部の流動状態に影響を与えることなく温度制御ができる点で優れています。

気液撹拌はガス吸収や化学反応、あるいは発酵などの目的で行われます。撹拌槽への気体の供給方法によって大きく3種類に分けることができます。本記事では浸漬撹拌式の気液撹拌について、気泡の分散状態や撹拌動力について解説します。

ガス吸収や放散などの気液間の物質移動で、特に難溶性のガスを扱う場合に使用するパラメータが液相側物質移動容量係数kLa[1/s]です。推算値では精度が悪いことがあるので、なるべく実測値を使用したいところです。

液液撹拌は乳化重合や液液抽出など、界面を通しての物質移動が重要になる系で行なわれる操作です。撹拌翼によるせん断により小さな液滴を発生させることで界面積が増加し、物質移動が促進されます。

液滴の大きさや分裂の指標となるウェーバー数Weを撹拌に適用させたものを撹拌ウェーバー数Weといいます。撹拌Weは液液混合系において、撹拌翼の回転によるせん断でどのくらいの大きさの液滴が生じるかを推算するときに使用します。

固液撹拌は様々な目的で実施されます。どの目的も化学メーカーではよくあるシチュエーションであり、実務で固液撹拌について検討する機会は多いでしょう。この記事では固液撹拌における粒子の分散状態や撹拌回転数の最適化についてまとめました。

二重境膜説において、気相側の物質移動係数kG[mol/m2/s/Pa]と充填物の比表面積a[m2/m3]の積を気相側物質移動容量係数kGaといいます。このパラメータはガス吸収塔の仕様を決めるのに必要です。

"完全浮遊"の定義は通常、Zwieteringの定義による「粒子が1個も槽底に1～2秒以上留まっていない状態」とされており、この状態となるときの撹拌回転数を浮遊限界撹拌速度、もしくは完全浮遊撹拌速度といいます。

ある化学変化によって起こるエンタルピー変化量は、途中で様々な中間反応が起こったとしても最終的に同じ化学変化の状態に行き着くならばエンタルピー変化量は同じとなります。これをHess(ヘス)の法則といいます。

反応速度がゼロと近似することを定常状態近似といいます。この近似を行なうことでいくつかの素反応で成り立つ式を簡略化することができます。この記事では臭化水素を例に定常状態近似の使用例を解説しています。

可逆反応では正反応と逆反応のどちらにも進行する可能性があり、ギブス自由エネルギーが小さくなる方向へ反応が進行します。あるところでギブス自由エネルギーが最小となると、見かけ上反応が止まったように見えます。この状態のことを平衡状態といい、平衡状態における各成分の関係を表わす定数を平衡定数Kといいます。

一般に温度が高くなると反応速度は速くなります。このような温度依存性を表わす式をアレニウスの式といいます。本記事ではアレニウスの式を線形プロットして頻度因子Aと活性化エネルギーEを算出するアレニウスプロットについて解説します。