Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Химическое равновесие сохранение

    Основной материал первых шести глав перестроен и преподносится в более логической и легче усвояемой последовательности. Хотя эти главы формально не отделены от остальной части книги, в действительности они составляют единый учебный цикл, где вводятся качественные представления химии об атомах и молях, стехиометрии, теплоте реакций, газовых законах и молекулярно-кинетической теории, химическом равновесии и кислотно-основном равновесии. Эти главы были вновь продуманы и переписаны одним из авторов как единое целое, с включением большего числа примеров и упражнений, которые даются в конце каждой главы. Представление о моле, правила составления химических уравнений и общие представления о стехиометрии теперь вводятся в первых двух главах, что позволяет студентам своевременно подготовиться к проведению лабораторных работ. В то же время стехиометрия, которая может показаться одним из скучнейших разделов химии, а также понятие о теплоте реакций представлены как иллюстрации к одному из важнейших физических принципов-закону сохранения массы и энергии. Длинная, но важная глава [c.9]


    Ответ на первый вопрос дает учение о химическом равновесии — статике процесса, ответ на второй вопрос — учение о скоростях химических процессов, называемое химической кинетикой. Изучение равновесия и кинетики процесса имеет исключительное значение для химической технологии. Наряду с такими общими закономерностями, как закон сохранения массы и закон сохранения энергии, оно позволяет выбрать наилучший технологический режим, т. е. [c.41]

    Изложенная схема расчета интеграла состояний системы не содержит ограничений на природу и величину потенциальной энергии межчастичного взаимодействия. Это позволяет определить аксиоматику построения математической модели состояния равновесной системы. Равновесный состав должен удовлетворять 1) уравнениям ЗДМ, описывающим образование молекулярных форм, приводящих к эффективному уменьшению экстремума свободной энергии Гиббса [5] 2) максимальному числу линейно-независимых стехиометрических уравнений закона сохранения вещества и заряда 3) уравнению связи измеряемого свойства системы с равновесными и исходными концентрациями составляющих частиц. Термодинамика не дает априорных оценок предельных концентраций компонентов системы, допускающих указанные приближения структуры жидкости. Состоятельным критерием возможности применения модели идеального раствора для комплексов, по-видимому, может служить постоянство констант химических равновесий при изменении концентраций компонентов системы, если число констант, необходимых для адекватного описания эксперимента, не превышает разумные пределы. [c.18]

    Второе замечание относится к природе термодинамического равновесия гальванического элемента. При этом речь идет об электрохимическом равновесии, которое следует отличать от химического равновесия рассматриваемой реакции (если такое существует). Соответственно отличается также обратное протекание реакции,описанное в случае в"., от протекания реакции при сохранении химического равновесия, рассмотренного в 14. [c.262]

    Химическое равновесие является динамическим равновесием. Это означает, что в равновесном состоянии прямая и обратная реакции продолжают протекать. Но так как их скорости при этом равны, то концентрации реагирующих веществ в системе остаются постоянными при сохранении постоянных внещних условий. Эти концентрации называются равновесными концентрациями. [c.147]


    Методологической основой изучения материала курса Общая химическая технология являются основные научные методы исследования химико-технологических процессов — математическое моделирование и системный анализ, базирующиеся на закономерностях протекающих химических и фазовых превращений, явлений переноса теплоты и вещества, равновесия, сохранения энергии и массы в сложных реагирующих системах, что делает представленный материал не просто изложением сведений о процессах и явлениях химической технологии, а их исследованием и разработкой. [c.3]

    Вследствие электростатического взаимодействия между ионами и взаимодействия ионов с молекулами растворителя даже сильно разбавленные растворы электролитов испытывают значительные отклонения от идеального поведения. Для концентрированных растворов пренебрежение неидеальностью поведения может приводить к ошибкам в расчетах химических равновесий (например, констант диссоциации, комплексообразования, распределения и т. д.) в сотни и даже тысячи раз. Для сохранения внешнего вида уравнений, выведенных в предположении идеального поведения системы, концентрации в таких уравнениях заменяют формальными величинами — активностями (а) компонентов системы. Обычно исходят из выражения для химического потенциала ( д)  [c.755]

    Закон действующих масс. Как известно, химические реакции могут быть обратимыми, т. е. наряду с химическим взаимодействием исходных веществ (прямая реакция) происходит химическое взаимодействие продуктов реакции с образованием исходных веществ (обратная реакция). По мере протекания прямой реакции скорость ее уменьшается, в то время как скорость обратной реакции по мере накопления продуктов реакции возрастает. При выравнивании скоростей прямой и обратной реакций наступает химическое равновесие. Состав и концентрация веществ в равновесной смеси остаются неизменными при сохранении внешних условий. Бесконечно малое из менение внешних условий приводит к бесконечно малому изменению состояния равновесия. Следовательно, химические реакции могут протекать как термодинамически равновесные [c.443]

    Химические реакции, в которых участвует небольшое число молекул, ничем не отличаются от реакций, проходящих с большими количествами вещества, до тех пор, пока число реагирующих молекул статистически обеспечивает установление химического равновесия. Отсюда и вытекает требование сохранения концентраций обычного метода, что достигается при исследовании малых количеств вещества сокращением объема [48]. [c.7]

    Если прямая реакция идет с выделением теплоты, то обратная поглощает ровно столько же теплоты. В противном случае имело бы место нарушение закона сохранения энергии, и химическое равновесие можно было бы использовать для получения вечного двигателя. [c.81]

    Таким образом, условия, благоприятствующие. наибольшему выходу окиси азота, совершенно иные, чем условия синтеза аммиака, и на первый взгляд здесь нет температурного конфликта высокая температура одинаково благоприятствует и скорости реакции и наибольшему выходу окиси азота. Катализатор здесь не нужен. Тем не менее и здесь возникает температурный конфликт , однако совершенно другого рода. Когда воздух, обогащенный окислами азота, выходит йз высокотемпературной зоны, в которой осуществляется синтез, он постепенно охлаждается, а по мере его охлаждения равновесие вновь практически нацело смещается справа налево, и окислов азота в воздухе не остается. Поэтому для сохранения окислов азота должно быть предусмотрено при проектировании технологического процесса еще одно обязательное в подобных случаях условие закалка химического равновесия. [c.323]

    Ответ на первый вопрос дает учение о химическом равновесии— статике процесса, ответ на второй вопрос — учение о скоростях химических процессов, называемое химической кинетикой. Изучение равновесия и кинетики процесса имеет исключительное значение для химической технологии. Наряду с такими общими закономерностями, как закон сохранения массы и закон сохранения энергии, оно позволяет выбрать наилучший технологический режим, т. е. наиболее выгодное сочетание основных величин (параметров режима), влияющих на выход, качество продукта и скорость его получения. Для большинства процессов основными параметрами режима являются температура, давление, применение катализатора, концентрация взаимодействующих веществ. [c.38]

    Применение к химическим процессам фундаментальных законов — сохранения массы, закона действующих масс, на котором основано учение о химическом равновесии, и законов термодинамики позволило установить целый ряд важных зависимостей (зависимости теплового эффекта, работы и условий равновесия реакции от концентрации, температуры и давления). Это дало возможность решать многие практические задачи рассчитывать состав продуктов сгорания и их температуру в ДВС, находить оптимальные условия выхода конечных продуктов реакции и др. Все эти задачи в инженерной практике с достаточной точностью можно решать без учета скоростей протекания химических реакций. [c.164]


    Рассмотрим вопрос об определении равновесного состава реакционноспособной смеси идеальных газов при изохорно-изотермических условиях. Пусть имеется по-прежнему /--компонентная закрытая система в состоянии идеального газа, образованная 5 химическими элементами в условиях постоянства общего объема V и температуры Т. Химическое равновесие в такой системе определяется минимумом свободной энергии Р У, Т, П, п.2,..., Пг) при удовлетворении 5 уравнений сохранения элементарного состава (11.184). Используя общее соотношение [c.153]

    Все своеобразие представлений Менделеева о растворах заключается в том, что он отнюдь не считал растворитель только средой, вместилищем растворенного вещества, как нечто индифферентное по отнощению к растворенному веществу. Наоборот, в его представлении вся вода выступает как активный участник химических равновесий, устанавливающихся в растворе, так что нельзя противопоставлять друг другу растворитель и растворенное вещество, поскольку и тот и другой образуют единую, химически взаимодействующую равновесную систему. Раствор, как весь в целом, так и в любой части, выступает как химическое соединение в состоянии диссоциации, отличающееся от обычных соединений возможностью изменения состава при сохранении однородности, другими словами, выступает как соединение переменного состава. [c.178]

    Здесь М обозначает некоторую третью частицу, участвующую в процессах столкновений. Такое представление, но-видимому, совместимо с возможностью сохранения химического равновесия в процессе расширения в сопле Лаваля [50]. [c.427]

    Как известно, в самой общей форме метод активностей представляет собой такой способ описания химических равновесий, в котором при сохранении обычного выражения термодинамического химического потенциала и условий гетерогенного равновесия, как равенства химического потенциала данного комнонента во всех фазах, в уравнении химического потенциала подставляется условная величина, но имеющая прямого физического смысла, но являющаяся аналогом концентрации. В растворах электролитов коэффициент пропорциональности между активностью и концентрацией а = / с зависит от состава и концентрации раствора. Его определяют различными методами, например, путем измерения упругости паров растворов, электродвижущей силы и т. д. Оказалось, что при больших разведениях коэффициент активности стремится к единице ио мере увеличения концентрации примерно до 0,5 М он падает на несколько десятых долей это дает некоторое основание формально сопоставлять коэффициент активности со степенью диссоциации. Затем по мере увеличения концентрации раствора он резко возрастает до нескольких единиц. [c.86]

    Открытые М. В. Ломоносовым закон сохранения массы веществ и атомно-молекулярное строение вещества были теми основными теоретическими положениями, овладение которыми приводило в порядок множество разных вещей и материй и знаменовало создание современной химии и химической технологии. Развитию и утверждению этих положений мы обязаны Лавуазье и Дальтону. Важнейшим этапом было открытие Д. И. Менделеевым периодического закона. Из других теоретических положений химии особенно большое значение для технологии приобрели учение о химическом равновесии и учение о скоростях химических реакций. [c.20]

    В этом случае метод Ньютона применяется к полной системе уравнений химического равновесия, состоящей из уравнений закона действующих масс, сохранения вещества и закона Дальтона (нормировки). Применяя метод Ньютона к этим уравнениям, получим систему уравнений, линейных относительно поправок А,. Оптимальным сочетанием выбора неизвестных (парциальные давления, мольные доли, логарифмы парциальных давлений и т. д.) и формы записи исходных уравнений можно представить наиболее простой вариант записи линеаризованных уравнений закона действующих масс в виде 1[17, 25, 772]  [c.34]

    Аналитический метод построения математической модели состоит в аналитическом описании объекта управления системой уравнений, полученных в результате теоретического анализа физико-химических явлений ка основе законов сохранения энергии и вещества, В этом случав математическая модель содержит уравнения материального и энергетического (теплового) балансов, термодинамического равновесия системы и скоростей протекания отдельных процессов, например, химических превращений, массопередачи, теплопередачи и т,д. [c.12]

    Четыре критерия Дамкелера выведены на основе уравнений сохранения массы и энергии с учетом химических превращений, а для обратимых реакций обычно применяют критерии контакта (Ко) и равновесия (Ра). Однако практическое значение для химических процессов получило только приближенное моделирование. — Прим. ред. [c.231]

    Кинетическая система не находится в состоянии равновесия. Подчиняясь первому закону термодинамики (сохранение энергии), она свободна от ограничений второго закона. Чем меньше ограничений накладывается на систему, чем больше степеней свободы она имеет, тем труднее ее описать. Действительно, как будет видно из дальнейшего, эта трудность становится одним из реальных препятствий на пути удовлетворительной кинетической обработки. Однако основное препятствие для кинетического описания химических систем заключается во множественности существенно неравновесных факторов, которые могут играть решающую роль в определении пути реакции. Таким образом, априори нельзя сформулировать те положения, которыми определяется адекватное описание кинетической системы. В этом нетрудно убедиться на следующем простом примере. Вода, находящаяся на вершине холма, может быть описана уравнениями равновесного состояния. В некоторый следующий момент времени вода может стечь в озеро у основания холма. Оба эти состояния (исходное и конечное) могут быть описаны совершенно точно, и можно определить разности энергий этих состояний. Однако если попытаться описать сам переход, т. е. процесс течения воды с вершины холма, то будет видно, что он может зависеть почти от бесчисленных факторов от наличия стоков, контура склона холма, структурной устойчивости контура, множества подземных каналов в холме, через которые может проникать вода, и т. п. И наконец, если на холме будет кем-либо пробурена скважина, то появится необходимость в тщательном экспериментальном исследовании для того, чтобы учесть и этот дополнительный фактор, влияющий на течение воды. [c.14]

    Введением в анализ химической концепции является установление с помощью стехиометрических расчетов количеств основных и вспомогательных веществ, которые теоретически необходимы для получения определенного количества продукта. Расчеты основаны на законах сохранения массы, постоянства состава и кратных отношений, а также на законе действия масс, если реакция обратима и известно значение константы равновесия. [c.102]

    По-видимоМу, впервые на целесообразность непосредственно го использования энергии Гиббса или Гельмгольца системы для определения химического состава равновесий указал Я. Б. Зель дович [15]. На основе условия G=I,mi ii и используя условия сохранения атомов каждого элемента в ходе реакции, он показал, что, хотя константы равновесия связаны с rtii нелинейно , существует только один набор равновесных величин т,, имеющих физический смысл, т. е. единственность состояния равно--весия. [c.113]

    Применение первого и второго законов термодинамики к химическому превращению вещества, т. е. химическая термодинамика, дает возможность рассчитать тепловые эффекты превращения и охарактеризовать химическое равновесие. Из ряда монографий, в которых приводится этот материал, отметим книги Хоугена, Ватсона и Рагаца , а также Денбига , так как в них специально рассматриваются химические реакторы. В этой главе кратко говорится о законах сохранения вещества и энергии и соотношениях химической термодинамики. [c.19]

    Хотя не разработано практических методов обкладки конденсированного ВВ для сохранения его начального объема, прочная оболочка будет временно сдерживать начальное давление и передавать давление к детонирующему веществу и, таким образом, усиливать детонацию. Взрывная волна после этого будет распространяться по всей массе вещества. Существует критический диаметр заряда, меньше которого детонация распадается. Этот диаметр составляет 2 - 7 мм в зависимости от ВВ и его плотности. Ео ш диаметр больше, скорость детонации может составлять 5 - 9 км/с в зависимости от ВВ [Stull,1977 Baker, 1983]. Первоначально образовавшиеся газы так сильно сжимаются, что законы идеального газа становятся неприменимыми к ним. Взрывы происходят настолько быстро, что химическое равновесие между продуктами реакции не успевает устанавливаться. [c.249]

    Состояние химического равновесия характеризуется рядом важных особенностей. Так, из общих условий равновесия (см. табл. 22) и уравнения (111.27) следует неизменность равновесного состояния системы при сохранении внещних условий и состава. Состояние равновесия, как следует из закона Гульдберга и Вааге, имеет динамический характер, так как связано с равенством скоростей прямой и обратной реакций. Достижение химического равновесия характеризуется минимальными значениями термодинамических потенциалов и максимальным значением энтропии (см. табл.. 24). [c.181]

    Если парциальное давление СО2 над СаСОз при данной температуре поддерживается меньшим, чем значение Кр, то весь СаСОз превратится в СаО и СО2 если же парциальное давление СО2 поддерживается большим, чем значение Кр, то весь СаО превратится в СаСОз. В этом отношении равновесия, в которых участвуют чистые твердые вещества (или жидкости), отличаются от других химических равновесий, которые при сохранении постоянства парциального давления одного из реагирующих веществ или продуктов реакции просто сдвигались бы в сторону нового соотношения концентраций, но реакция не протекала бы до конца. [c.160]

    Теоретические вычисления могут быть использованы для изучения свойств таких молекулярных частиц, которые постулируются в качестве обязательных промежуточных продуктов на возможном реакционном пути, но которые недоступны для изучения экспериментальными методами. Можно использовать квантовую механику на самом высоком уровне для вычисления разницы энергий простых молекул, а также правила сохранения орбитальной симметрии для того, чтобы предсказать, протекают ли сигматропные реакции с сохранением или обращением конфигурации. Все разнообразные методы, существующие в квантовой химии, могут быть полезными при решении различных проблем или на различных уровнях решения одной и той же проблемы. В этой главе будут рассмотрены несколько примеров, в которых теоретические методы оказались полезными для понимания химических равновесий или механизмов и скоростей химических реакций. Насколько это возможно, я попытаюсь подобрать примеры из своего собственного опыта. Но прежде чем перейти к этим примерам, мне хотелось бы четко разъяснить, что означают термины эмпирический и полуэмпирический методы в заголовке. В первом случае энергия молекулярной системы вычисляется как сумма ограниченного набора энергетических функций, полученных путем обработки большого набора экспериментальных данных. Второй метод подразумевает решение уравнения Шрёдингера с использованием более или менее удовлетворительного приближения. [c.22]

    Методы расчета для случая идеального газа. Состав системы при химическом равновесии легко определяется для того случая, когда имеется только одна реакция (одна зависимая составная часть). В этом случае концентрация ка>г дой составной части может быть связана с одним переменным, степенью реакции , п решение уравнения сохранения масс не представляет труда. Затруднения возникают в том случае,когда этот метод распространяется па рассмотрение двух одновременных равновесных состояний когда же число т ких одновременных равновесных состояний становится большим, обычные методы требуют большой затраты труда. Общая схема для вычисления равновесного состава системы со многими составными частями описана в работе [4]. В этой работе развит метод для часто встречающихся систем. В последующих сообщениях [5,6] применение метода было ограничено подсчетом равновесного состава смесей, содержащих единственную однородную газовую фазу, или газовую фазу, находящуюся в равновесии с единственной твердой фазой, в предположении, что газовая фаза точно описывается уравнением состояния идеального газа. Благодаря введению этих ограничений становится возмонаюй разработка вычислительного метода, пригодного для этих частных случаев, который в действительности является более простым и систематическим, чем общий метод. Кроме того, оказалось возможным разработать специальный метод, применимый в огра-пиченпол числе случаев, который обладает более быстрой сходимостью, чем более систематический общий метод. [c.72]

    Большой практический интерес, например для выбора горючей смеси и футеровки, представляет расчет максимально возможной— теоретической — температуры пламени (Т и). Она устанавливается в газовой фазе при соблюдении следующих условий 1) совершенной теплоизоляции системы, 2) полнога химического равновесия в ней, 3) однородности ее по составу,-давлению, температуре и, наконец, 4) инертности стенок сосуда по отношению к активным частицам (атомам и радикалам). Выполнение этих условий позволяет вычислить (Т и) с помощью закона действующих масс, а также законов сохранения вещества и энергии. [c.41]

    При исследовании адсорбционно-химического равновесия метана возникает вопрос о природе сорбированного слоя — представляет ли он собою сорбированный углерод (в частности, поверхностный карбид), или поверхностные радикалоподобные соединения HjdMe], или же сочетание обеих возможных форм. Этот вопрос нельзя считать а priori ясным. Действительно, возможность образования GH iMe] вытекает из кинетических данных и отмечается в ряде работ [5—10] (в основном, при невысоких температурах). С другой стороны, в литературе отсутствуют указания о сохранении таких соединений при равновесии и имеются данные об образовании соответствующих карбидов при длительном взаимодействии метана с никелем [11, 12]. [c.135]

    Важной особенностью катализа является сохранение ката — лизс1тором своего состава в результате промежуточных химических взаимодействий с реагирующими веществами. Катализатор не расходуемся в процессе катализа и не значится в стехиометрическом уравнении суммарной каталит ической реакции. Это означает, что катализ не связан с изменетн-тем свободной энергии катализатора и, следовательно, катализатор не может влиять на термодинамическое равновесие химических реакций. Вблизи состояния равновесия катализатор в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную [c.79]


Смотреть страницы где упоминается термин Химическое равновесие сохранение: [c.268]    [c.42]    [c.96]    [c.464]    [c.455]    [c.720]    [c.23]    [c.61]    [c.442]    [c.348]    [c.352]    [c.345]    [c.349]    [c.5]    [c.241]    [c.103]   
Понятия и основы термодинамики (1962) -- [ c.345 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Химическое равновесие



© 2024 chem21.info Реклама на сайте