Равновесный состав реагентов

Ряд реакций с газообразным водородом, главным образом гидрирования, проводят при невысоких температурах, когда реагенты и (или) продукты находятся в жидкой фазе. Если для той же температуры выполнен термодинамический расчет для газофазной реакции (все компоненты — газообразные), т. е. найдены АЯ°, К°р, равновесный состав, то можно перейти к термодинамическим характеристикам равновесия в газожидкостной системе. Для идеального раствора рг = р°1М1 (где р°1 — давление насыщенного пара компонента а N1 — мольная доля I в жидкости). Поэтому, пренебрегая содержанием Н2 в жидкой фазе мало), имеем для паровой (п) фазы [c.298]

Принцип расчета равновесия в сложных системах заключается в следующем. Зная начальный состав системы, можно выразить равновесный состав ее и написать выражение константы равновесия для каждой из реакций. Активности всех веществ в момент равновесия должны удовлетворять всем уравнениям равновесия для любой реакции, возможной в системе. Другими словами, активность (практически концентрация или парциальное давление) каждого реагента для всех происходящих в данной системе реакций должна быть одной и той же величиной. В противном случае не было бы равновесия. Решая полученную систему уравнений относительно всех неизвестных величин (это обычно осуществляется методом последовательных приближений), определяем равновесный состав системы. [c.486]

Для выявления механизма мембранного переноса и целенаправленного синтеза мембран необходимо установить возможные состояния мембранной системы и их взаимные переходы при различных значениях управляющего параметра а. В качестве управляющего может быть использован любой параметр, вызывающий возмущение в системе, отклонение ее от исходного равновесного или устойчивого стационарного состояния. Поскольку основным неравновесным процессом являются химические реакции, естественно в качестве управляющего параметра использовать величины, влияющие на состав реагентов в каждой точке мембраны. Обычно используют концентрации переносимого компонента на границах мембраны в газовой фазе (С ) или (С/)", изменение которых влияет на приток или отток реагентов и вызывает возмущение как в распределенной системе в целом, так и в локальной области мембраны. [c.30]

На основе математических методов химической термодинамики можно решать такие практические задачи, как составление материально-тепловых балансов, рассчитывать численные значения работ, теплоты химических процессов, равновесный состав химической реакции для идеальных и неидеальных по свойствам систем. На основе термодинамических расчетов можно выявлять условия, при которых термодинамика лимитирует процесс (малые равновесные выходы), позволяет определять оптимальные соотношения реагентов и условия проведения равновесных процессов. [c.260]

Таким образом, при катализе протонными кислотами, а в более мягких условиях — с другими катализаторами состав продуктов алкилирования определяется кинетическими факторами, а с хлористым алюминием и в более жестких условиях катализа алюмосиликатами и цеолитами в пределе может установиться равновесный состав изомеров и продуктов последовательного алки-лирования. Это имеет большое значение при выборе оптимального мольного соотношения реагентов при алкилировании, опре- [c.246]

Приведенные выше примеры равновесия различных гетерогенных химических процессов показывают методы определения максимального равновесного выхода продукта. Однако на практике равновесный состав системы является лишь пределом, к которому надлежит стремиться. Фактическое количество продукта в реальных технологических процессах по целому ряду причин меньше теоретического. Здесь играют роль потери реагентов и продукта, побочные процессы, иногда невозможность создать и поддерживать в производственных условиях оптимальный режим— оптимальные температуру, давление, концентрации реагентов. Основная причина недосягаемости равновесного выхода в большинстве случаев та, что скорость технологического процесса, являющаяся результирующей многих слагаемых, прогрессивно убывает по мере приближения к равновесию. Поэтому фактический выход продукта, учитывающий скорость технологического процесса, всегда меньше единицы (или меньше 100%). [c.131]

Константа равновесия не зависит от концентраций реагентов и для каждой температуры определяется только природой изучаемой реакции (значением А0°). При этом ни Кх, пи Кс или К-, в отдельности в общем случае такими свойствами пе обладают. Поскольку для химии равновесный состав представляет первостепенный интерес, определение коэффициентов активности или величин Кт имеет значение, далеко выходящее за рамки непосредственного интереса к физико-химическим свойствам растворов, с помощью которых вычисляют величины 7 . [c.137]

Термодинамический анализ реакционной смеси устанавливает влияние условий (исходный состав, температура, давление) на равновесное соотношение реагентов, те. на состав смеси при полном завершении химической реакции с максимально возможной степенью превращения. Из полученных данных делают выводы о целесообразности процесса, возможной полноте превращения, условиях достижения желаемого выхода продуктов и тд. [c.69]

Время контакта в реакторе при заданной температуре определяется скоростью наиболее медленного процесса - переалкилирования. При 130 °С оно составляет около 60 мин. В этих условиях обеспечивается полная конверсия этилена и достигается равновесный состав реакционной смеси, который зависит от исходного соотношения реагентов. Обычно используют мольное соотношение этилен бензол = 1 (2- -3). При этом реакционная масса, выраженная в мае. %, имеет следующий состав бензол — 45- 56 этилбензол — 36+41 полиалкилбензолы — 8- 12. Расход бензола на тонну этилбензола составляет 0,8 т, этилена -0,26 т, хлористого алюминия — 4- 6 кг Съем этилбензола с единицы реакционного объема достигает 200 кг/(м -ч). [c.361]

Как видно, у таких систем зависимость равновесного состава от температуры определяется стандартной мольной теплотой реакции если А/г" (Т) >0, то с ростом температуры равновесный состав системы смещается в сторону увеличения мольных долей продуктов реакции и уменьшения мольных долей реагентов, и если А/г (Т) < < О, то наблюдается обратная картина. [c.207]

Когда реагенты растворимы в обеих присутствующих фазах, реакция фактически гомогенна в каждой из фаз при условии, что можно будет обеспечить и поддержать равновесный состав этих фаз. Если же массообмен происходит слишком медленно, чтобы можно было обеспечить равномерный ввод реагентов в реакцию, то возникает градиент состава, рост которого может резко нарушить гомогенность фронта реакции в таком случае процесс будет гетерогенным. [c.15]

Для количественной оценки влияния температуры, давления, концентраций, коэффициента избытка одного из реагентов и концентрации разбавителя используют соотношения между константами равновесия, равновесным составом и равновесной степенью превращения. Эти соотношения для каждого конкретного случая получают путем решения системы уравнений, задаваемых константами равновесия, и уравнений стехиометрического баланса. Вид формул, связывающих константы равновесия, равновесный состав и равновесную степень превращения, зависит ог тина реакции. Как правило, мольные доли компонентов равновесной смеси связывают с числом молей исходного вещества, прореагировавшего к моменту равновесия, или со степенью превращения исходного вещества Хр. Число молей каждого из реагирующих веществ в исходной смеси может б 1ть произвольным. Обычно при расчетах исходят из 1 моль основного реагента и определяют число молей других веществ. [c.48]

В химической практике одним из самых распространенных приемов увеличения скорости реакций является нагревание. Для необратимых гомогенных процессов увеличение скорости реакций с ростом температуры обусловлено только повышением константы скорости реакции. В обратимых процессах изменение температуры сказывается и на значении движущей силы процесса через изменение константы равновесия и равновесных концентраций реагентов, входящих в состав математического выражения АС. Для процессов с параллельными и последовательными реакциями увеличение температуры существенно может влиять на избирательность при одновременном ускорении основной и побочных реакций. [c.53]

Следует учитывать, что в высокотемпературной зоне не всегда устанавливается химически равновесный состав. В случае же проведения процесса непосредственно в зоне разряда, куда подается смесь реагентов, стадия перемешивания не влияет на кинетику реакции. — Прим. перев. [c.104]

С другой стороны, если реагенты обладают даже незначительной растворимостью в каждой из имеющихся в системе фаз, то реакция в каждой фазе может быть гомогенной при условии, что поддерживается равновесный состав. [c.14]

Совокупность известных сведений о влиянии условий реакции и строения реагентов на равновесный состав аддуктов [64—67], а также [c.101]

В целом получение карбамида — гетерогенный процесс в системе Г—Ж, протекающий в кинетической области, причем скорость его лимитируется протекающей наиболее медленно стадией дегидратации карбамата аммония в расплаве. На равновесие и скорость синтеза карбамида влияют давление, температура и состав системы. Поскольку карбамат аммония обладает высоким давлением паров и, кроме того, синтез в целом протекает с уменьшением объема газа, то равновесный выход карбамида растет с увеличением давления (рис. 59). Скорость процесса и фактический выход карбамида также резко увеличиваются с повышением давления в результате возрастания движущей силы процесса, т. е. возрастания концентрацин газообразных реагентов. Скорость процесса, в частности скорость лимитирующей стадии (б), резко возрастает с повышением температуры, в результате чего растет фактический выход карбамида. Из рис. 60 видно, что выше 180°С кривые выхода проходят через максимум. При дальнейшем увеличении времени пребывания реакционной смеси в зоне нагрева выход карбамида падает из-за усиления побочных реакций. Выход продукта можно также увеличить применением избытка аммиака в исходной смеси по отношению к стехиометрическому соотношению [c.157]

При разработке технологических схем процессов, оборудования и особенностей его эксплуатации необходимо выявить оптимальные условия и дать сравнительную оценку различных вариантов разрабатываемого процесса. Для этого необходимо знать ряд характеристик технологических газов состав, физические и теплофизические свойства, тепловые эффекты реакций и др. Состав газов в свою очередь зависит от температуры, давления и состава дутья, т.е. условий при которых протекает процесс газификации. По равновесному составу газа можно установить количественные соотношения реагентов. [c.114]

Главное значение закона действующих масс состоит в том, что он связывает равновесные концентрации всех реагирующих веществ изменение концентрации (или парциального давления) одного из реагентов влечет за собой такое изменение концентраций всех остальных веществ, которое отвечает условию постоянства константы равновесия при заданной температуре. Это требование позволяет рассчитать состав равновесной смеси по произвольно заданным соотношениям между исходными веществами. Рассмотрим, например, реакцию термической диссоциации Н1, обратную разобранной Н1 На +1а. [c.132]

Если известно численное значение константы химического равновесия при данных температуре и общем давлении, большое практическое значение приобретает следующая задача по заданному значению К и начальным (до реакции) концентрациям компонентов найти состав равновесной системы. Решение подобной задачи обычно сильно облегчается, если некоторые равновесные концентрации (их называют свободными концентрациями) удается определить опытным путем и искать остальные концентрации. Обычный метод рассмотрения таких задач состоит в решении уравнения (V. 14) совместно с системой уравнений материального баланса реагентов. Трудность решения подобных задач сильно зависит от вида стехиометрического уравнения реакции. [c.148]

В промышленных масштабах чаще всего реализуют равновесные плазмохимические реакции, для которых с повышением температуры увеличивается равновесная концентрация веществ, являющихся целевыми продуктами. При этом скорость реакции очень велика (длительность контакта реагентов составляет от 10-3 дд 10-5 с), что позволяет создавать миниатюрные химические реакторы. Например, метановый плазмотрон с производительностью 25 тыс. т ацетилена в год имеет в длину 65 см и диаметр, 15 см. Состав исходного/сырья может колебаться в широких пределах. Трудность использования аппаратуры связана с необходимостью закалки процесса. [c.96]

Состав равновесной смеси, образующейся при протекании одной или нескольких химических реакций, рассчитывается при условии, если известны исходный (начальный) состав реакционной смеси температура, давление и фазовое состояние системы. При этом также могут быть определены равновесная степень превращения реагентов (X), выходы - (х ), интегральная селективность реакции - (Фщ ) при достижении равновесия. [c.120]

Влияние исходных продуктов и химического состава раствора на кристаллизацию кварца исследовалось ранее только для содового раствора во время проведения экспериментальных работ по определению растворимости 5102 в условиях роста кристаллов кварца. Было установлено, что равновесная концентрация 5102 в этих условиях мало зависит от начальной концентрации соды и в разных растворах имеет примерно одинаковое значение — около 7 г/л при 350 °С и давлении 35 МПа. На основании этого можно было бы предполагать, что скорость роста кварца не должна зависеть от начальной концентрации содового раствора. Опыт, однако, показывает, что состав растворов в условиях роста мало отличается по содержанию 5102, но существенно отличается по концентрации свободной щелочи. Определение щелочности отработанных растворов показывает, что чем выше концентрация соды в исходном растворе, тем выше концентрация свободной щелочи в условиях роста, несмотря на осаждение сравнительно большого количества тяжелой фазы. Это, вероятно, объясняется тем, что при сравнительно быстром нагревании автоклава во время ввода его в заданный режим равновесное состояние между реагентами не достигается, что приводит к более высокой остаточной концентрации соды. Более высокая остаточная концентрация свободной щелочи, безусловно, должна оказывать влияние на величину pH раствора, а это, в свою очередь, должно влиять на скорость роста кристаллов. [c.42]

Аммиак М1з образуется при взаимодействии ЗН2 + N3, однако кинетические исследования наряду с данными, полученными на промышленных установках, показывают, что скорость получения аммиака можно увеличить, если синтез-газ содержит несколько больше N2, например имеет состав 2,5 НзгКз /6/. Смесь азота и водорода пропускают над специально приготовленным железным катализатором со скоростью 10 000-55 ОООГрИ ( ч , поддерживая температуру 450-520°С и давление 140-1000 атм. Реакция экзотермична, и внутри реактора помещают теплообменник так, чтобы теплоту реакции можно было использовать для предварительного нагрева исходных газов. Холодные входяшие газы сначала проходят вдоль внутренней стенки работающего под давлением реактора, охлаждая их, и лишь затем попадают на катализатор, находящийся внутри реактора под давлением. Реакция является равновесной, и реагенты достигают равновесия только перед выходом из реактора. Конверсия за проход составляет 50-80% от равновесной. Отходящие газы охлаждаются, жидкий аммиак отделяется, а непрореагировавшие газы возвращаются в цикл. Газ всегда содержит некоторое количество метана, аргона и других инертных примесей, поэтому прежде чем газ возвращается в цикл, часть его стравливается. Скорость образования аммиака составляет около 30 кг на 1 л катализатора в сутки. [c.225]

Высокотемпературная атмосферная коррозия стали и чугуна — причина окисления углерода, входящего в состав карбида РезС, на границе окалины и металла. Рассчитать AGms, указать последовательность протекания реакций, выразить количественную взаимосвязь между равновесными давлениями реагентов в указанных процессах [c.206]

Термодинамич. расчет дает лишь частичную информацию о процессе-равновесный состав и т-ру продуктов. Полное описание Г., включающее также определение скорости процесса и критич. условий при наличии тепло-и массообмена с окружающей средой, можно провести только в рамках макрокинетич. подхода, рассматривающего хим. р-цию во взаимосвязи с процессами переноса энергии и в-ва (см. Макрокинетика). В случае заранее перемешанной смеси горючего и окислителя р-ция Г. может происходить во всем пространстве, занятом горючей смесью (объемное Г.), или в сравнительно узком слое, разделяющем исходную смесь и продукты и распространяющемся по горючей смеси в виде т. наз. волны Г. В непереме-шанных системах возможно диффузионное Г., при к-ром р-ция локализуется в относительно тонкой зоне, отделяющей горючее от окислителя, и определяется скоростью диффузии реагентов в эту зону. [c.595]

С целью оптимизации расхода композиций в технологических процессах в зависимости от используемого реагента, пересыщения обрабатываемой водной системы и необходимого времени защиты оборудования от солеотложения создана математическая модель процесса ингибирования солеотложения из пересыщенных растворов с учетам комплексообразующих свойств комплексонов по отношению к щелочноземельным металлам [345] Основой для разработки модели послужило предположение, что скорость роста продуктов взаимодействия зародыша твердой фазы СаЗО с химическим реагентом (закомплексованных форм дародыша) равна нулю Равновесный состав системы растворенная соль —реагент — зародыш — вода определяют из системы уравнений закона действующих масс и материального баланса [c.448]

Р. X. изсюражают с помощью хим. ур-ний, к-рые определяют количеств, соотношения между реагентами и продуктами р-ции (см. Стехиометрия реакции) и выражают сохранения массы закон. Глубина протекания Р. х. характеризуется либо степенью превращения (степенью конверсии) — отношением кол-ва в-ва, вступившего в р-цию, к его исходному кол-ву, либо выходом р-ции — отношением кол-ва получ. продукта к исходному кол-ву реагента. Важные характеристики Р. X.— равновесная степень превращения (максимально возможная в данных условиях), к-рую находят на основании законов термодинамики, и скорость реакции. Для классификации Р. х. часто используют назв. функц. группы, к-рая появляется в молекуле реагента или исчезает в результате р-ции (напр., нитрование, декарбоксилирование), или характер изменения структуры исходной молекулы (изомеризация, циклизация). Многие хим. реакции имеют спец. названия (нейтрализация, гидролиз, горение и др.). По способу разрыва хим. связи в молекуле реагента различают гомолитические реакции и гетеролитические реакции. Р. х. могут сопровождаться изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагентов (см. Окислительно-восстановительные реакции). [c.499]

Равновесный состав этой системы зависит от температуры и давления, Как видно из рис. 143, при повышении температуры равновесная концентрация к-бутана резко падает, содержание к-бутенов проходит через максимум, а количество бутадиена-1,3 растет, но не столь значительно, ввиду одновременного образования водорода на обеих стадиях. Эти данные показывают, что для одностадийного процесса следует выбирать более высокую температуру, чем на первой стадии дегидрирования парафинов, и пониженное парциальное давление реагентов. Кроме того, требуется катализатор, который соответствующим образом ускорял бы обе реакции дегидрирования (например, алюмохромо-вый). Поскольку при работе с этим катализатором нельзя использовать водяной пар в качестве разбавителя, был разработан процесс, идущий при пониженном давлении (0,015— 0,02 МПа) и температуре 580—600°С (средняя между оптимальными для первой и второй стадии дегидрирования парафинов). Из-за применения вакуума реакторы с движущимся катализатором оказались непригодными для одностадийного процесса. Сильное отложение кокса и необходимость частой регенерации контакта обусловили использование регенеративной системы Гудри. [c.477]

Пользуясь приведенной ди аммой, можно определить равновесный состав продуктов, образ эщихся при разложении апатита фосфорной кислотой. Точки со ава смеси реагентов по правилу соединительной прямой будут располагаться на этой прямой — луче растворения, соединяющей точки состава фосфорной кислоты с точкой Р (состав фторапатита). [c.226]

Отсюда следует, что кн достигает максимального значения при л А = = 0,5. Для пояснения уравнения (IX. 53) на рис. IX. 9 изображена зависимость теплопроводности от температуры для равновесной системы N204 2К02. Нетрудно заметить, что кэ может значительно превышать к в тех диапазонах температуры, в которых равновесный состав сильно отличается от состава либо исходных реагентов, либо продуктов реакции. Так, при температурах [c.534]

АОо.1б) = +8,1 кДж/моль. Это означает, что реакция (1.16) неосуществима между реагентами в стандартных состояниях. Однако в действительности она имеет место благодаря взаимнвй растворимости реагентов и продуктов, т. е. образованию твердых растворов. Их равновесный состав можно оценить, воспользовавшись уравнением (1.8). Заменяя в нем активности мольными долями для идеальных растворов (а =Л ) и учитывая условие квазибинарности [c.11]

Состав газовой фазы (рис. 4.4) системы довольно сложен во всем интервале температур. С увеличением температуры количество высших хлоридов титана и молекулярного хлора уменьшается, но при этом увеличивается количество низших хлоридов (Т1С1з, Т1С12, Т1С1). Анализ степени пересыщения ( Уг = Л/Ро) конденсирующихся в системе i—С1—О компонентов выявил, что для снижения концентрации хлоридов в целевых продуктах оптимальным температурным интервалом окисления ТЮЦ является 1000—1500 К. Дальнейшее увеличение температуры нежелательно, поскольку приводит к снижению скорости конденсации оксида титана (IV). Равновесный состав конденсированных продуктов в системе Т1—О—С1 в зависимости от температуры представлен на рис. 4.5. При конверсии 7г, 81, А1 при оптимальных параметрах и стехиометрическом соотношении реагентов (Ме О) в конденсированной фазе присутствуют оксиды металлов в высшей степени окисления, а в газовой фазе — хлор. [c.212]

Измерения тепловых эффектов проводили в калориметре с изотермической оболочкой и автоматической записью кривой температура-время [5] при значениях ионной силы 0.1, 0.2 и 0.3 и температурах 288.15, 298.15 и 308.15 К. Равновесный состав растворов в каждом случае рассчитывали по универсальной программе RRSU [6] с использованием ступенчатых констант ионизации лимонной кислоты и общих концентраций реагентов. Погрешность рассчитывали как стандартное отклонение от среднеарифметической величины. [c.20]

Состав продуктов реакции является исключительно функцией температуры, давления и времени контакта, если сырье состоит из одного реагента. Если указанные неременные факторы действуют на концентрацию продуктов так, что глубина конверсии становится незначительной сравнительно с равновесной конверсией, то следует рассматривать только кинетику дальнейших реакций. Получаемые выходы продукта ограничиваются константой равновесия. Сторч [87] в качестве меры приближения к равновесию при различных условиях реакции применил отношение / /Л, гд( К — отношение величин парциального давленая в атмосферах [c.57]

Заметим, что это выражение пригодно не только для плоского зерна, но и для зерна произвольной формы, поскольку во впутри-диффузионном режиме реакция проходит практически до конца в тонком слое, кривизна которого несущественна. Если реакция обратима, то состав смеси в центре пластины близок к равновесному. В этом случае величину С[ можно определить с помощью равновесного соотношения (III.46) между концентрациями реагентов и температурой п линейных соотношений (IIL66), (III.81) между этими переменными. [c.128]

Технол. схема равновесных плазмохим. процессов включает след, операции. Теплоноситель или однн из реагентов нагревается в плазмотроне с помощью электрич. разряда и переводится в состояние плазмы. В смесителе плазма смешивается с остальными реагентами. При этом при т-рах (2—10)-10 К может начаться хим. р-ция, к-рая обычно продолжается в реакторе. Чтобы остановить р-цию на требуемой стадии, т ру реагентов резко снижают в закалочном устр ве. Для сохранения продуктов, являющихся промежут. в-вами плазмохим. р-ций (напр., ацетилена, получаемого при пиролизе метана), чрезвычайно важны момент времени, в к-рый начинают закалку, и скорость снижения т ры. Так, опоздание с закалкой иа 2 10 с приводит к уменьшению концентрации ацетилена с 15,5 до 10%. В зависимости от скорости закалки конечные продукты могут иметь стехиометрич. или нестехиометрич. состав (нанр., W или W2 ). [c.445]

В циклически действующих хим. реакторах периодически изменяют расход реакц. смеси, состав сырья, т-ру, давление и др. В реакторах смешения прп периодич. повышении концентрации подаваемого реагента средняя скорость р-ции, а следовательно, н эффективность процесса, возрастают, т. к. состав реакц. смесн оказывается далеким от равновесного большую часть времени цикла. В ряде гетерогенно-каталитич. процессов периодич. изменение расхода газа и его т-ры на входе в реактор с неподвижным слоем катализатора позволяет получить оптим. профиль изменения т-ры благодаря тепловой емкости катализатора без примен. промежут. теплообменников. При полимеризации этилена в трубчатых реакторах периодич. повышение скорости подаваемого газа позволяет предотвратить нарастание полимерной пленки на стенках труб. [c.679]

Технологическая схема равновесных плазмохимических процессов включает следующие операции. Теплоноситель или один из реагентов нагревается в плазмотроне с помощью электрического разряда и переводится в состояние плазмы. В смесителе плазма смешивается с остальными реагентами. При температурах (2—10)-103 К может начаться химическая реакция, которая обычно продолжагтся в реакторе. Чтобы остановить реакцию на требуемой стадии, температуру реагентов резко снижают в закалочном устройстве. Для сохранения продуктов, являющихся промежуточными веществами плазмохимических реакций (например, ацетилена, получаемого при пиролизе метана), чрезвычайно важны момент времени, в который начинают закалку, и скорость снижения температуры. Так, опоздание с закалкой на 2-10- с приводит к уменьшению концентрации ацетилена с 15,5 до 10% В зависимости от скорости закалки конечные продукты могут иметь стехиометрический или нестехиометрический состав (например, С или УгС). [c.96]