ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамика и осуществимость химических реакций из "Теоретические основы химических процессов переработки нефти" При очень большом значении константы равновесия реакция может идти практически до конца, при очень малом — не протекает вообще. Возможная глубина реакции при данной константе равновесия зависит от вида стехиометрического уравнения реакции, соотношения начальных концентраций реагентов и (для реакций, протекающих с изменением числа молекул) от давле1Й1я. Данные табл. 0.1 иллюстрируют это для некоторых типов реакций. [c.4] В случае отсутствия справочных данных применяют различные методы расчета термодинамических свойств веществ. Из уравнения AG = АЯ—T AS видно, что AG может быть отрицательно в следующих случаях при АЯ О и AS 0 — при любых температурах при АЯ О и AS О — при Т AHjAS-, при АЯ О и AS О — при Г АЯ/AS. [c.6] Обычно с выделением тепла (АЯ 0) идут реакции присоединения, сопровождающиеся уменьшением энтропии. Для таких реакций AG С О при Т АЯ/AS, с увеличением температуры AG возрастает и константа равновесия снижается. Поглощение тепла (АЯ 0) характерно для реакций распада, в этом случае энтропия возрастает (AS 0) и AG О при Т АЯ/AS, с увеличением температуры AG убывает и константа равновесия возрастает. [c.6] Для вычисления константы равновесия при высоком давлении определяют величину ДС реакции, по которой находят /(/ при данной температуре в стандартном состоянии. Затем вычисляют значения коэффициента активности у, величину Ку и из уравнения Кр = К) Ку определяют константу равновесия Кр при давлении Р. Для химических реакций в жидкой фазе константу равновесия также выражают через активности. [c.7] Таким образом, связь изменения энергии Гиббса при реакции с ее константой равновесия позволяет определить возможную глубину реакции, допускаемую термодинамикой — термодинамическую возможность осуществления реакции. При этом необходимо иметь в виду следующее. Термодинамика дает возможность установить, что реакция в данных условиях неосуществима (если при реакции ДО О), но термодинамическая осуществимость реакции еще не означает ее реальной осуществимости, так как величина ДО (и константа равновесия реакции) совершенно не связана со скоростью реакции. [c.7] Уменьшение энергии Гиббса в последней реакции примерно в 5 раз меньше, чем в первых двух, и константа равновесия меньше примерно на 7 порядков. Однако при термическом разложении пропана при этой температуре протекают только две последние реакции, выделения углерода не происходит. [c.8] Термодинамически возможная реакция осуществляется в том случае, если она протекает с существенной скоростью. Скорость реакции при данной температуре может быть увеличена введением соответствующего катализатора. Так, в присутствии ряда катализаторов (никеля) реакции распада пропана с выделением углерода при 800 К идут со значительной скоростью. Следовательно, для осуществления реакции требуется а) создать условия, обеспечивающие ее термодинамическую возможность, т. е. такие температуру и давление, при которых приемлем возможный выход продуктов реакции б) когда окорость реакции мала, подобрать катализатор, обеспечивающий необходимую скорость данной реакции. [c.8] Для любого исходного вещества (исходных веществ) термодинамически возможно много различных реакций. Осуществляются Те, которые идут в данных условиях с наибольшей скоростью. Введение катализаторов, ускоряющих различные реакции, позволяет получать из тех же исходных веществ разные конечные продукты. [c.8] Вернуться к основной статье