ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение концентраций компонентов сложной реакции с использованием химических переменных из "Термодинамика химических процессов" Пусть в системе протекает сложная реакция, состоящая из р простых, причем из них только р1 независимых. Тогда для определения равновесных концентраций всех п реагирующих веществ можем записать р алг браических уравнений, связывающих константы равновесия независимых простых реакций (эти константы известны из термодинамических расчетов) и равновесные концентрации. Такая система уравнений позволит определить только р1 концентрацию, и ниже мы рассмотрим, как в случае сложной реакции определить все п концентраций. [c.102] По существу с аналогичной ситуацией мы сталкивались и в случае простой реакции. Тогда (см. разд. 1.7) оказалось удобным определять из уравнения закона действующих масс новую переменную — степень превращения, через которую предварительно были выражены концентрации. В случае сложной реакции использование степени превращения менее удобно, так как одно и то же вещество может участвовать в качестве единственного реагента в нескольких реакциях. [c.102] Здесь m i —m o — абсолютное изменение числа молей i за счет реакции. [c.103] Поэтому пользоваться химической переменной X (в отличие от I при протекании в системе только одной реакции) удобно только для таких сложных равновесий, когда для каждой простой реакции есть, по крайней мере, одно вещество, участвующее только в этой реакции, или для каждой / реакции есть вещество k для которого mh = tn hj. На первый взгляд может показаться, что это частный случай. Однако он реализуется для большого числа реальных ситуаций. Довольно редкими исключениями являются сложные реакции, в простых стадиях которых осуществляется взаимодействие одного и того же набора веществ, но с разными стехиометрическими коэффициентами, например со стадиями А1+А2— -Аз+А4 и Ai-fA2—у2Аз. Рассмотрим поэтому использование Kj для расчета равновесных составов сложных реакций. [c.103] В этой системе р уравнений и столько же неизвестных Xj. Ее рещение позволит определить набор равновесных величин А.1,Кр, а по нему — nii и Ni для каждого компонента. [c.104] Решение последней системы при заданных ты и известных w и позволит определить Я1 и Лг, а по ним — количества от,- и мольные доли N1 компонентов в равновесной смеси. Подчеркнем, что хотя система уравнений, связывающая константы равновесия и химические переменные, имеет четвертый порядок, у нее есть только одно решение, имеющее физический смысл с и Яг действительными и неотрицательными. [c.105] Как уже отмечалось, возможны и другие приемы перехода к нормальной системе уравнений. Отметим, что даже в этом довольно простом случае (две простых реакции, четыре реагирующих вещества) решение системы (1П.2). является достаточно сложной вычислительной задачей. [c.106] Вернуться к основной статье