Химическая реакция условия равновесия

Термодинамический расчет дает возможность установить связь между концентрациями исходных веществ и продуктов реакции (а следовательно, определить достигаемый в данных условиях максимально возможный выход реакции) с помощью вычисления значения константы равновесия химической реакции. Для этого нужно рассчитать изменение энергии Гиббса во время реакции и из уравнения (У1-48) найти константу равновесия. [c.152]

Методы физико-химического исследования. Основные методы физической химии, естественно, являются методами физики и химии. Это—прежде всего экспериментальный метод—исследование зависимости свойств веществ от внешних условий и экспериментальное изучение законов протекания химических реакций во времени и законов химического равновесия. [c.20]

Кинетику превращений в системе жидкость (газ) — жидкость рассмотрим на примере абсорбции газа жидкостью с одновременной химической реакцией, считая, что реакция проходит только в жидкой фазе. До сих пор для количественного описания таких превращений широко используется пленочная теория Льюиса и Уитмена. Согласно этой теории, по обе стороны межфазной поверхности газ —жидкость существуют ламинарные пограничные пленки. Несмотря на то, что пленочная теория гидродинамически обоснована только для газа, она проста и удобна в применении. Предполагается, что вне пределов пограничных плепок изменения концентраций реагентов в направлении, перпендикулярном к межфазной поверхности, отсутствуют, а на поверхности контакта фаз между концентрациями абсорбируемого компонента в жидкости и в газе устанавливается динамическое равновесие. В состоянии такого равновесия зависимость между парциальным давлением газообразного компонента и его концентрацией в жидкой фазе выражается законом Генри. Принятая модель процесса используется при изотермических условиях его проведения. [c.250]

Изменение химического потенциала в газофазных реакциях. Условия равновесия [c.243]

Химический потенциал является парциальной мольной величиной, а поэтому интенсивной величиной, и о нем можно говорить так же, как о концентрации или мольной доле. При наличии в системе химических реакций условие химического равновесия имеет вид [c.63]

Определение условий химического равновесия тесно связано с нахождением максимальной работы химической реакции. [c.91]

Когда правая часть уравнения изотермы химической реакции станет равной нулю, наступит химическое равновесие, так как полная энергия Гиббса системы достигнет минимального значения (напомним, что условие минимума некоторой функции есть равенство нулю ее производной). Значение произведения химической реакции при равновесии называется константой химического равновесия или просто константой равновесия реакции. Следовательно, [c.251]

Совместное проведение химических реакций с некоторым разделением реакционной смеси в одном и том же аппарате составляет предмет довольно много-числепны.ч исследований, а также является одним из технологических вариантов проведения процессов на практике. В качестве предмета исследования совмещенный процесс рассматривается в основном с позиций взаимного влияния массопереноса и химической реакции. Эти вопросы изучает макрокинетика и теория процессов массопередачи. Как технологический вариант проведения процессов в практике совмещенный процесс используется потому, что часто оказывается наиболее выгодным и сравнительно простым. Рациональное использование явлений переноса массы в момент проведения химической реакции обеспечивает до-Аолнительные возможности процессу как в кинетическом, так и в термодинамическом аспектах. Условия равновесия в системе с химическим взаимодействием компонентов могут быть рассмотрены в рамках термодинамики гетерогенных систем. [c.186]

Так как при новом определении гомогенного тела больше не требуется постоянства величин состояния в пространстве, то для гомогенных тел без химических реакций условия равновесия должны быть выведены в явном виде. Обобщение для гетерогенных систем не представляет трудностей, но с точки зрения термодинамики мало интересно. [c.275]

Продолжительность этих периодов времени недостаточна, чтобы произошли заметные изменения состава насыщенных углеводородных масел, вызываемые одним нагреванием при температурах, полученных при измерениях на забое скважин, что подтверждается расчетами Сейера, а также Мак-Нэба с сотрудниками, упомянутыми выше. На это указывает и тот факт, что состав нефтей не соответствует термическому равновесию смесей при температурах, наблюдаемых в нефтяных пластах. Относительное содержание углеводородов в нефтях определяется, с одной стороны, стерическими факторами, а с другой стороны, факторами, связанными с природой промежуточного карбоний-иона (см. ниже) в реакциях образования углеводородов. Так, неопентан не образуется в алкилатах и очень редко находится в нефтях и притом только в очень малых количествах, хотя при низких температурах он является наиболее устойчивым из пентанов. Катализаторы, принимая участие во многих химических реакциях, могут также оказывать влияние на природу образующихся углеводородов, как, например, в процессе Фишера-Тропша в присутствии кобальтового катализатора получается бензин, содержащий высокий процент нормальных углеводородов и обладающий октановым числом 40, в то время как в присутствии железного катализатора при прочих равных условиях получается бензин с малым содержанием нормальных парафиновых углеводородов и обладающий октановым числом порядка 75 и выше. [c.87]

Таким образом, для гетерогенных систем, в которых протекают обратимые химические реакции, условия равновесия определяются уравнениями (1ЛЗ) совместно с уравнениями типа [c.10]

Важным является понятие стандартных условий протекания химической реакции. Определив равновесие при стандартных условиях, можно затем перейти и к другим условиям. [c.141]

Расчет степени превращения по термодинамическим данным, описанный в разделе VI, позволяет определить максимально возможный выход, не давая, однако, никакой информации о скорости процесса. Такие термодинамические расчеты относятся к условиям равновесия, когда результирующая скорость равна нулю. Теоретически достижение равновесия невозможно в конечное время проведения процесса, и степень превращения всегда несколько ниже, чем при равновесии. Чтобы промышленный процесс был экономичен, время его проведения должно быть ограничено. Чем оно короче, тем большее количество исходных веществ может быть переработано установкой или тем меньшие размеры должно иметь оборудование, предназначенное для получения заданного количества продукта. Из этого следует, что для окончательного выбора химической концепции метода необходимо знать зависимость скорости реакции от параметров проведения процесса, т. е. кинетику процесса. [c.203]

Как уже указывалось (гл. I, 9), условия равновесия в системах рассматриваемого типа выражаются системой уравнений, включающей условия фазового равновесия и уравнения равновесия химических реакций. Условия фазового равновесия выражаются равенствами химических потенциалов компонентов в сосуществующих фазах [c.373]

Когда в многокомпонентной среде протекает несколько химических реакций, условия химического равновесия будут представлять собой систему уравнений типа (2.4.5), соответствующих различным химическим реакциям. Отметим, что условие (2.4.5) имеет место и для многокомпонентной системы, состоящей из нескольких фаз, поскольку химические потенциалы компонентов в различных фазах в состоянии равновесия равны [см. формулу (П. 1.5.20)]. [c.137]

Определение исходит из того, что в зависимости от Температуры в каждой химической реакции устанавливается равновесие между исходными и конечными продуктами. В связи с этим достижение полной дегазации может показаться противоречивым. Однако это противоречие кажущееся, так как практически во многих реакциях исходные продукты по окончании процесса остаются в реакционной смеси в неизмеримо малых количествах. Такие условия наступают тогда, когда обратная реакция протекает неизмеримо медленно. Вследствие того, что важным условием дегазации является практически полное превращение ОВ, закон действия масс применим лишь к сравнительно немногим процессам дегазации. Например, протекающий с измеримой скоростью равновесный процесс лежит в основе первой фазы гидролиза иприта [c.289]

Неравенства (III.67) по смыслу вывода выражают для системы с одной химической реакцией условия устойчивости равновесного состояния относительно нехимических возмущений, т. е. относительно малых нарушений равновесия между частями системы без нарушения химического равновесия в каждой из частей системы. [c.69]

При создании нового химического производства исследователь, опираясь на законы физики, химии, химической технологии и конкретные данные о соответствующих реакциях, изучает их в лаборатории. Целью исследования на первом этапе является глубокое изучение свойств веществ, участвующих в реакциях, и особенностей самих реакций — условий равновесия и кинетики. С особым вниманием исследователь относится к изучению реакций в условиях, близких к намечаемым для производства. Сначала проводят опыты на обычной лабораторной аппаратуре, а затем, с целью приближения к промышленным условиям, используют модельную аппаратуру. Модели — это аппараты, уменьшенные и упрощенные по сравнению с промышленными. [c.17]

Для случая мгновенной обратимой химической реакции траектории процесса ректификации будут располагаться иа многообразиях химического равновесия, в связи с чем структура полной диаграммы фазового равновесия будет оказывать лишь косвенное влияние на поведение этих траекторий. В случае протекания одной обратимой реакции размерность многообразия химического равновесия будет на единицу меньше размерности концентрационного симплекса, соответствующего всей рассматриваемой многокомпонентной смеси. Это и понятно, так как выбранным условиям соответствует одно дополнительное уравнение связи. Естественно, каждое из многообразий химического равновесия будет обладать своей термодинамико-топологичес кой структурой, при> ем в основу различия этих структур может быть также положено общее число и взаимное расположение особых точек рассматриваемого многообразия. [c.195]

Если в системе п веществ претерпевают химические изменения в обратимой химической реакции, то в условиях равновесия имеем два уравнения Связи для одной нз фаз [c.194]

Снова получены две различных, но равноценных формулировки условий равновесия, хотя в уравнении (9-17) использована экстенсивная, а в уравнении (9-18) — интенсивная величины состояния. Эти зависимости пригодны как при физическом равновесии, так и при равновесии химической реакции компонентов в двухфазной системе. Переход компонентов между двумя физическими фазами (например, пар — жидкость) может происходить в изображенной на рис. 9-3 [c.129]

Изложенный ход рассуждения для установления условий равновесия можно распространить (без введения дополнительных ограничений) на системы, в которых одновременно с фазовым равновесием существует и химическое. Модель такой -системы изображена на рпс. 9-5. Система связана с термостатом и маностатом. Фазы а и которые в физическом смысле представляют собой одну фазу, содержат вступающие в реакцию или образовавшиеся компоненты. Разделяющая фазы перегородка проницаема для атомов, но непроницаема для молекул компонентов. Перегородка же между фазами ос. и у или Р и 7 проницаема для компонентов, но непроницаема для составляющих их атомов. [c.131]

Следовательно, при заданных условиях всякая химическая реакция может протекать в определенном направлении до некоторого предела или, как говорят, до тех пор, пока не будет достигнуто состояние термодинамического равновесия, называемое в таком случае химическим равновесием. [c.89]

Аналогичное явление наблюдается и при других химических реакциях. Таким образом, химические реакции—обратимы наряду с химическим взаимодействием между исходными веществами прямая реакция) протекает химическое взаимодействие между продуктами реакции обратная реакция), в результате которого снова образуются исходные вещества. По мере протекания процесса скорость прямой реакции (количество молекул продуктов реакции, образующихся в секунду) уменьшается, а скорость обратной реакции (количество молекул этих продуктов, прореагировавших в секунду) увеличивается. Когда обе скорости сравняются, наступает состояние химического равновесия—число молекул веществ, составляющих химическую систему, перестает меняться и остается постоянным во времени при неизменных внешних условиях. Таким образом, химическое равновесие является динамичным и подвижным—с изменением внешних условий равновесие сдвигается в одну или в другую сторону и возвращается к исходному состоянию, если внешние условия [c.261]

Комплексообразование, очевидно, следует общим законам, управляющим химическими реакциями, и изменение условий заметно влияет на равновесие, скорость реакции и эффективность разделения. К другим важным параметрам относятся структура и молекулярный вес органи-. ческого вещества. [c.203]

Условия равновесия гетерогенных систем с химичёскими превращениями были выведены Гиббсом [26]. Подробно этот вопрос обсужден в работе [27]. В случае гетерогенных систем, в которых протекают химические реакции, условия равновесия описываются основной системой равенства температур Г, давлений Р и химических потенциалов всех компонентов в сосуществующих фазах [c.191]

Как уже было сказано, все химические реакции являются в принципе двусторонними (обратимыми). Однако практические условиях проведения данного кинетического опыта (исходные концентрации, температура, давление) равновесие может быть [c.15]

Термодинамика, наряду с другими вопросами, изучает условия равновесия химических реакций. На современном уровне развития для большинства реакций термодинамика дает ответ на первый вопрос, пользуясь обобщениями, основанными на тепловых и спектроскопических данных и на измерениях параметров уравнения состояния системы. [c.12]

Для наглядности примем, что процессы адсорбции и химической реакции на поверхности протекают как чередующиеся стадии. Сначала положим, что между компонентами, адсорбированными на поверхности, установилось химическое равновесие. Затем происходит дальнейшая адсорбция вещества А, нарушающая это равновесие на поверхности. Поскольку, согласно условию, скорость реакции на поверхности высока, равновесие реакции быстро восстанавливается. Очевидно, по мере адсорбции компонент А реагирует с такой скоростью, что адсорбционное равновесия не может установиться. Однако количество вещества А на поверхности в любой момент времени соответствует химическому равновесию между веществами, реагирующими на этой поверхности. [c.217]

В случае десорбции мы имеем дело с реакциями, в ходе которых растворенный газ образуется, а не потребляется. Используя применительно к десорбции те же аргументы, что и при обсуждении проблем абсорбции (см. раздел VI-1-3), можно показать, что при достаточно высокой скорости химической реакции скорость десорбции оказывается существенно выше, чем она была бы при отсутствии реакции, а масса жидкости будет находиться в равновесии. Если условия равновесия в массе жидкости не обеспечиваются, то скорость процесса выражается уравнением (Х1,1) для физической десорбции. [c.265]

Чижек, Корыта и Коутецкий [79, 80], а также Коутецкий и Корыта [154] в общем виде показали, что этим соотношением можно воспользоваться как граничным условием при решении уравнения дифференциальной диффузии для вещества В. При этом получается система дифференциальных уравнений, аналогичная системе для случая необратимых электродных процессов. Таким образом, вышеприведенные работы показали, что скорость химической реакции сказывается только в реакционном слое, в то время как вне этого слоя имеет место равновесие химического процесса (Ь — аа = 0). Этот метод был использован Мацудой, Гурвицом и Гирстом (см. ниже) для решения задачи о влиянии двойного слоя электрода на скорость предшествующей химической реакции. Коутецкий [161 решил уравнения (22) и (26) методом безразмерных параметров. В случае быстрой химической реакции [условие (26)], когда устанавливается стационарное состояние между скоростью химической реакции и диффузией вещества, а о > 1, отношение мгновенного кинетического тока и к диффузионному определяется функцией [c.325]

В главах IX—XVIII дан обзор отечественной и зарубежной научной литературы в области экспериментального и теоретического исследования равновесий химических реакций. Из всего критически отобранного материала и на основе наиболее достоверных данных осуществлен термодинамический анализ процессов химической переработки нефтяных и природных газов. Этот раздел содержит результаты большого числа расчетов, выполненных автором и оформленных в виде графиков, таблиц, конкретных рекомендаций по выбору оптимальных условий для осуществления многих нефтехимических процессов производства полупродуктов и мономеров. [c.2]

В зависимости от условий эта реакция может протекать самопроизвольно как в прямом, так и обратном направлении. Химическая реакция протекает самопроизвольно до тех пор, пока не достигнуто химическое равновесие между реагирующими веществами. Условия химического равновесия, как и всякого равновесия, могут определяться термодинамическим или молекулярно-статистическим методом. [c.246]

В основе этой тенденции лежит общий закон, определяющий направление химической реакции. Ее движущей силой является изменение энергии Гиббса, которое должно удовлетворять условию ДС°<0. Чем меньше алгебраическая величина AG°, тем больше химическое сродство реагирующих веществ и тем больше сдвиг равновесия в направлении образования продуктов реакции. Так, сопоставляя реакции образования малорастворимых галогенидов серебра из состаЕ ляю щих их ионов в растворе, например Ag (р) + I (р) -fi- Ag l (T) [c.128]

Стремление обратимой химической реакции к равновесию можно оценить с кинетической точки зрения. В данной реакции при условии Т onst мы должны рассмотреть две скорости скорость прямого процесса и скорость обратного процесса Wz, причем эти скорости направлены в противоположные стороны [c.153]

Вообще говоря, в пределах приведенной пограничной пленки в силу неизохоричности реакций 2, 3 и 4 имеет место молярный перенос. Новые объемы, получающиеся в результате этих химических реакций, нарушают равновесие масс и вызывают стефановский поток. В этих условиях более справедливо потоки компонент представить в виде G = —Dd ldx + oj , где w — скорость молярного переноса. Однако это вносит существенные усложнения в решение задачи. Для простоты будем пренебрегать изменением объема при реагировании, заменяя действительные реакиии их гипотетическими реакциями с равным объемом исходных и конечных веществ. При сухой газификации эти реакции имеют вид [c.151]

Необходимо отметить, что организация НСРРП зависит от типа химических реакций, условий их протекания, структуры диаграммы фазового равновесия жидкость—пар получаемой брутто-смеси, а также от типа катализатора, его вида и состояния. [c.208]

На скорость химических реакций могут влиять такие факторы, как гидродинамика потока, состояние поверхности раздела фаз, присутствие посторонних примесей, а также факторы, определяющие равновесие реакций температура, давление и относительные концентрации реагирующих веществ. Вследствие сложности рассматриваемой проблемы до сих пор еще не только не создана соответствующая теория, но даже не найдено какое-либо корреляцион ное соотношение данных, позволяющее теоретически предсказывать хотя бы порядок величин скорости промышленных реакций. В каждом новом случае приходится поэтому прибегать непосредственно к опыту, зачастую во всем интервале рабочих условий (правда, иногда возможна теоретическая экстраполяция опытных данных). [c.13]

Рассмотрим электрохимическую реакц.чю типа Red =tOx + rti , протекающую в условия.х, когда в объеме электролита возможна химическая реакция (и равновесие) между ко.м-понентом [c.272]

Химические реакции различаются но степени протекания. Одни реакции протекают в данных условиях практически до конца, другие— в очень малой степени. Сравним степень протекания реакции синтеза паров воды из простых веществ и ее разложения на простые вещества при 2000° С и 101,3 кПа. Экспериментально установлено, что при этих условиях из исходной смеси 1 моля Нз и 0,5 молей О а в момент достижения равновесия в системе содержится 0,994 моля Н2О, 0,006 моля Н2 и 0,003моля О2. Такое же соотношение концентрации компонентов возникает при введении в сосуд 1 моля воды. Таким ( бразом, прн 2000° С и 101,3 кПа реакция синтеза паров воды протекает практически до конца, тогда как реакция разложе ния воды протекает в ничтожной степени. [c.177]

А. Связь между скоростью реакции и свободной энергией. Скорость реакции вблизи равновесия. Движуш,ей силой химической реакции в изотермических условиях является разность свободных энергий реагентов и продуктов реакции. В равновесии эта разность равна нулю. Хотя это обстоятельство ничего не говорит о том, будет ли происходить реакция, оно показывает, что если реакция будет осуш,ествляться, то она пойдет п направлении понижения свободной энергии системы. Поэтому ваншо выяснить, может ли термодинамика дать какую-нибудь связь между скоростью и изменением свободной энергии. Подобное исследование было проведено Пригожиным с сотрудниками [251, расширено Майнсом с сотрудниками [24] и привело к следун щим результатам. (Вывод, приведенный здесь, отличается от предлогкенного этими авторами, и результаты имеют более обш,ий вид.) [c.71]

Сравнивая формулы (10.31) и (10.33), видим, что для получения условия химического равновесия нужно в уравнении химической реакции заменить символы А( соответствующими химическими потенциалами (I , Если в системе происходит несколько химических реакций, то равновесие определяется совокупностью уравнений вида (10.33), для применения которых к конкрегным химическим реакциям необходимо знать выражения для химических пoтeнциaJЮв. [c.196]

Иногда состав смеси, в которой нозможна химическая реакция, остается продолжительное время неизменным, но не потому, что процесс уже закончился и наступило равновесие, а вследствие того, что без катализатора процесс протекает настолько медленно, что происходящие изменения не могут быть экспериментально обнаружены. Для установления равновесия можно воспользоваться вторым признаком равновесия — признаком его подвижности. Если система, находящаяся в равновесии, будет в незначительной степени выведена из этого положения внешним воздействием, то по прекращении последнего она самопроизвольно возвращается в прежнее состояние. Если с изменением внешних условий (температуры, давления и т. д.) состав смеси будет изменяться, а при возвращении к старым условиям будет возвращаться к исходному, то это означает, что рассматриваемое состояние является равновесным. Если же этого нет, то система не достигла еще состояния равновесия. Система, состояние которой характери зуется двумя этими признаками — неизменяемостью состава и подвижностью, называется равновесной системой, а состав ее — равновесным составом. [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология