ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамика химических превращений из "Общая химическая технология и основы промышленной экологии" Термодинамическая возможность протекания реакции не означает, что она обязательно должна протекать. Это зависит от скорости реак- 20 ции. Но условия, определяющие принципиальную невозможность ее 40-протекания, гарантируют, что реакция протекать не будет. [c.43] Далее будем использовать величину Ор как более соответствующую смысловому содержанию если реакция экзотермическая, то тепло вьщеляется, и 0р 0. [c.43] Тепловой эффект реакции необходим для определения тепловых явлений в технологических процессах. Количество выделившейся (или поглощенной) теплоты д зависит от количества превращенного вещества АЫ. Если представлена в записи (2.25),то = ОрАЛ Лд. [c.43] Равновесие. Одни из первых количественных расчетов в химической технологии были термодинамические. Они включали определение равновесия химически реагирующих систем это остается актуальным и сегодня. [c.43] Равновесный состав смеси, реагирующий в соответствии с уравнением (2.1), связан с константой равновесия Кр. [c.44] Концентрации С, в (2.26) - равновесные. Если реагирующая смесь описывается несколькими стехиометрическими уравнениями (сложная реакция), то химическое равновесие в такой смеси будет представлено таким же числом уравнений вида (2.26). [c.44] 27) и (2.28) видно, что А р будет увеличиваться с температурой для эндотермических реакций (Ор 0) и уменьшаться для экзотермических (Ор 0) (рис. 2.8). [c.44] Для неидеальной смеси в (2.26) используют активности вместо концентраций, а в (2.29) - летучести вместо парциальных давлений. [c.44] Аналогично, парциальные давления только газообразных компонентов были использованы в уравнении (2.23) для расчета энергии Гиббса при определении возможности протекания реакции. [c.45] Определив далее находят равновесные концентрации всех компонентов. Приведем примеры. [c.45] Учитывая зависимость Кр(Т) для экзо- и эндотермических реакций (см. рис. 2.8), можно построить зависимость Xp(7) для этих реакций (рис. 2.9). Характер изменения Хр в зависимости от температуры будет таким же для любых экзо- и эндотермических реакций соответственно. [c.45] Знак + или выбирается так, чтобы значение Хр имело физический смысл (О Хр 1). В данном случае - знак минус . [c.46] Уравнение (2.31) рещают методом подбора Хр, после чего находят концентрации всех компонентов. [c.46] Для смеси, превращение в которой описывается несколькими стехиометрическими уравнениями (обозначим число их ТУ), имеем столько же (ЛО выражений вида (2.26) или (2.29). Концентрации всех компонентов выражаем через N степеней превращения Хру, где у = 1, 2,. .., N (см. разд. 2.2.1 по стехиометрии). Решением системы N уравнений вида (2.30) находим N значений Хру и далее все концентрации. [c.46] Изменение химического равновесия достигается изменением внешних условий. Направленность влияния определяется правилом, называемым принципом Ле-Шателье, заключающимся в следующем если воздействовать на систему, находящуюся в химическом равновесии, то состояние системы изменяется таким образом, что это воздействие ослабляется. [c.47] Из этого правила и вытекают способы управления химическим процессом. Рассмотрим возможности воздействия на равновесие. [c.47] Если реакция протекает с увеличением объема (Ау 0), то увеличение Р (и также Р ), как следует из равенства (2.32), приведет к уменьшению концентраций продуктов К, 8,. .., т. е. к уменьшению степени превращения. Если Ам О, то увеличение Р (уменьшение Р компенсируется ростом концентраций продуктов и степени превращения. [c.47] Рассчитанные значения Ср(Р, 7) приведены на рис. 2.10. [c.48] Аналогичные вьгооды делаются и для гетерогенных реакций -влияние давления на смещение равновесия зависит от изменения объема смеси в реакции. Увеличение давления приводит к большему риску вьщеления углерода в реакции сажеобразования (2.24). [c.48] Для реакций в жидких и конденсированных средах (жидких и твердых) давление практически не сказывается на равновесном составе. [c.48] Вернуться к основной статье