Химическое равновесие выход

Связь между константой химического равновесия Кр и равновесным выходом продукта для некоторых типов реакций [c.300]

Изучение химического равновесия имеет большое значение как для теоретических исследований, так и для решения практических задач. Определяя положение равновесия для различных температур и давлений, можно выбрать наиболее благоприятные условия проведения химического процесса. При окончательном выборе условий проведения процесса учитывают также их влияние на скорость процесса. Необходимы такие условия, чтобы достигался максимально возможный выход продукта (смещение химического равновесия) при наибольшей скорости процесса его образования. [c.181]

Изучение изменений внутренней энергии прн химических превращениях имеет большое значение для развития теоретических основ химии, так как является одним из основных путей для изучения энергии отдельных химических связей в молекуле и количественного познания прочности этих связей и реакционной способности молекул. Кроме того, изменения внутренней энергии при реакции (или теплота реакции) являются необходимыми исходными величинами для термодинамических расчетов химических реакций (определение константы равновесия, выход продуктов реакции), имеющих большое значение для химических исследований и в химико-технологической практике. [c.56]

Для обратимых экзотермических реакций, протекающих в печах непрерывного действия, с повышением темнературы возрастает скорость прямой реакции, но при этом снижается максимально достижимая степень превращения. В том месте, где реагенты далеки от состояния химического равновесия, т. е. около входа в печь, целесообразно поддерживать высокую температуру, а около выхода из печи, где реакционная масса приближается по составу к равновесному, температура должна быть пониженной, чтобы сдвинуть процесс в сторону более полного превращения реагентов. [c.11]

Протекание экзотермических обратимых реакций характеризуется наличием оптимальной температуры, соответствующей максимальному выходу целевого продукта. Поэтому на участках печи, где реагенты далеки от состояния химического равновесия, т. е. в начале процесса, целесообразно создавать высокую температуру, а в конце, когда получающиеся продукты приближаются к равновесному состоянию, температура должна быть пониженной, чтобы сдвинуть процесс в сторону более полного превращения исходных материалов. [c.116]

Это общий вид реакций. В действительности в ходе газификации образуется целый ряд промежуточных продуктов. В табл. 23 приводятся условия химического равновесия, которые регулируют выход метана, двуокиси углерода, углерода и т. д., а также энтальпия АН, изменение в объеме газов ДV и формула константы равновесия Кр- [c.88]

Уравнение (22. 8) является количественным выражением закона действующих масс, на основе которого могут быть вычислены концентрации (выходы) продуктов реакции, когда известна величина константы химического равновесия К. Концентрации реагирующих веществ в уравнении (22. 8) могут измеряться в молекулярно объем- [c.589]

Основная цель пособия — научить студента расчетам химических равновесий. Инженер-химик должен уметь рассчитывать — пойдет или не пойдет данный химический процесс, какова устойчивость веществ при заданных внешних условиях, каковы будут равновесные, а следовательно, и наибольшие выходы конечных продуктов в заданных условиях, каковы оптимальные внешние параметры, при которых надо вести процесс. [c.3]

Разрабатывая процесс синтеза аммиака из N3 и Н2, Габер пытался установить, при изменении каких факторов выход NHз увеличивается. Определив значения константы равновесия при разных температурах, он вычислил равновесные количества ЫНз, образующиеся в различных условиях. Результаты некоторых из его расчетов приведены в табл. 14.2. Отметим, что выход ЫНз уменьшается при повыщении температуры и возрастает при увеличении давления. Эти результаты можно качественно объяснить на основании принципа Ле Шателье, с которым мы уже познакомились в разд. 12.4, ч. 1. Здесь мы воспользуемся принципом Ле Шателье для предсказания влияния изменений внещних условий на поведение равновесной системы. Мы рассмотрим три способа, с помощью которых можно сместить химическое равновесие 1) добавление в реакционную систему дополнительных количеств реагентов или продуктов, 2) изменение давления и 3) изменение температуры. [c.52]

Расчеты химических равновесий имеют большое значение, так как экспериментальное определение константы равновесия может быть сопряжено с большими трудностями (высокие температуры или давления, медленные реакции, нарушение равновесия процессом измерения и др.)- Практическое значение таких расчетов связано с нахождением направления протекания реакций, выхода продуктов и соответст-вуюш,их энергетических эффектов. [c.132]

Знание законов химического равновесия позволяет решать, не прибегая к опыту, многие важнейшие задачи производственной практики и научно-исследовательской работы. Главными из них являются определение условий проведения химической реакции и возможности ее протекания в том или другом направлении, нахождение предела ее протекания, выбор оптимального режима, повышение выхода продукта реакции. [c.13]

С другой стороны, одна из основных задач химической термодинамики состоит в предсказании возможного направления химической реакции, в расчете химических равновесий и определении возможных выходов продуктов реакции. В принципе эту задачу можно решить лишь на основании соотношения (У.225). Иными словами, мы хотим показать, что введение в термодинамику понятий изохорного и изобарного потенциалов не вносит в эту дисциплину ничего принципиально нового, а преследует цель практического удобства расчета. Попытаемся решить задачу о химическом равновесии, пользуясь лишь свойствами энтро- [c.170]

Химические реакции не протекают до полного исчезновения исходных веществ и останавливаются при достижении определенного состояния химического равновесия. С практической точки зрения важно знать, в какую сторону сдвинуто равновесие, так как это дает указания о возможности осуществления реакций, об устойчивости и максимально достижимом выходе конечных продуктов. Для решения подобных задач необходимо научиться характеризовать равновесие и найти параметры, от которых оно зависит. [c.48]

Знание законов химического равновесия, применение принципа Ле Шателье позволяют осуществлять реакции в таких условиях, которые обеспечивают максимальное использование материалов и получение продукта реакции с наибольшим выходом. [c.191]

Если сейчас проанализировать влияние изменения концентраций, давления и температуры на направление смещения химического равновесия в реагирующей смеси, то окажется, что равновесие всегда смещается в сторону ускорения реакций, противодействующих производимым изменениям условий, при которых реагирующая смесь находится в состоянии химического равновесия. Это положение является очень важным при решении многих технологических вопросов. Например, из рассмотрения влияния давления и температуры на положение равновесия в реакции синтеза аммиака вытекает, что увеличению выхода аммиака способствуют повышение давления и понижение температуры. Однако необходимо иметь в виду следующее. Максимальная концентрация аммиака в реагирующей смеси при данных условиях соответствует равновесной. Но при низких температурах скорости реакций малы и для установления равновесия требуется много времени, что сильно снижает производительность всего процесса. Поэтому синтез аммиака ведут при повышенных температурах и с применением катализаторов. [c.119]

Для безошибочного суждения о характере влияния температуры на химическое равновесие следует иметь в виду, что при очень высоких температурах рассматриваемая реакция может осложниться другой (другими). Так, равновесный выход N0 при его синтезе из Nj и О с нагреванием растет (процесс эндотермичен). Однако при Т > 3500— 4000 К выход N0 с повышением температуры начинает падать — сказывается диссоциация молекул кислорода (а при более высоких температурах и молекул азота). [c.132]

Принцип Ле Шателье имеет большое практическое значение. На его основе можно подобрать такие условия осуществления химического взаимодействия, которые обеспечивают максимальный выход продуктов реакции. Принцип Ле Шателье справедлив не только для химических равновесий он приложим и к процессам фазовых превращений к испарению, конденсации и др. [c.133]

При постоянной температуре максимальная работа, произведенная в результате самопроизвольной прямой или обратной реакции, зависит от разницы концентраций исходных веществ и продуктов реакции и от константы химического равновесия. Исходные концентрации в реакционной смеси задаются произвольно и, следовательно, известны. По ним с помощью закона действующих масс могут быть найдены равновесные концентрации и выход целевого продукта реакции. Вычисление максимальной работы через концентрации реагирующих веществ или, наоборот, определение положения равновесия по известной величине А тах = —AG при различных температурах и давлениях составляют две главные задачи в термодинамике химических равновесий. [c.131]

Управлять течением химического процесса и проводить его так, чтобы обеспечить максимальную скорость желаемой реакции, максимальный выход продуктов и минимальные затраты сырья, можно, только зная точно, какая из указанных выше причин преобладает. Если при заданных условиях реакция не идет в данном направлении из-за незначительных ее термодинамических возможностей или близости системы к истинному химическому равновесию (при котором ЛС имеет небольщую абсолютную величину), то для ее осуществления следует изменить условия (например, температуру, концентрации исходных веществ и давление) таким образом, чтобы термодинамические возможности реакции возрастали в нужном направлении. Из энергий Гиббса и констант равновесия можно определить окислительно-восстановительные потенциалы. И наоборот, из истинных окислительновосстановительных потенциалов двух пар можно найти АО для реакции между ними и, следовательно, константу равновесия. [c.219]

Нахождение условий химического равновесия и выяснение влияния на него внешних воздействий составляет одну из важнейших задач физической химии. Химическая термодинамика позволяет расчетным путем определить равновесие и оценить те условия, в которых реакция может протекать с наибольшим выходом необходимых продуктов реакции. Это имеет особенно большое значение для химической технологии, получения металлов из руд. Возможность рассчитать химические равновесия представляет значительный интерес для решения проблемы химического сродства. [c.123]

Перевод равновесной химической системы из одного состояния равновесия в другое называется смещением (сдвигом) химического равновесия, которое осуществляется изменением термодинамических параметров системы — температуры, концентрации, давления. При смещении равновесия в прямом направлении достигается увеличение выхода продуктов, а при смещении в обратном направлении — уменьшение степени превращения реагента. И то и другое могут оказаться полезными в химической технологии. [c.96]

Однако при этом одновременно уменьшается скорость процесса, т. е. увеличивается время достижения химического равновесия. На практике, при непрерывном процессе, это приводит к фактическому снижению выхода ia. [c.125]

Следовательно, для реакции (1) выход хлора снижается как с повышением температуры (смещение равновесия влево), так и с понижением ее (уменьшение скорости реакции). В таких случаях целесообразно применение катализатора, который резко увеличивает скорость достижения химического равновесия при достаточно низкой температуре, когда теоретический (в условиях равновесия) выход хлора еще сравнительно высок. [c.125]

Установление химического равновесия между продуктами и реагентами часто бывает экономически невыгодно, так как это снижает выход, продукта. Тогда основная задача химика заключается в смещении равновесия в сторону реакции,- производящей нужное вещество. Изменяя условия, в которых пребывает система, — концентрацию веществ, давление, температуру, можно изменять скорости прямой и обратной реакций. Тогда равновесие в системе нарушается и сдвигается в сторону той реакции, скорость которой стала больше. [c.142]

Физическая химия как наука возникла в конце прошлого века в связи с применением термодинамических методов для решения химических проблем. Этот подход оказался необычайно плодотворным. Оп кардинальным образом изменил привычные концепции эмпирической химии и создал совсем новый взгляд на проблему химического превращения. Удалось показать, и это полностью соответствует опыту, что способность веществ вступать в химические реакции зависит не только от природы реагентов, но и от физических условии проведения процесса — от давления и температуры. Для равновесных систем эту зависимость удалось описать количественно и это послужило фундаментом современной химической технологии. Другим крупным достижением термодинамики явился расчет химических равновесий без собственно химических экспериментов. Появилась возможность прогнозировать выходы продуктов реакции только па основе данных о термодинамических свойствах отдельных реагентов. С тех пор термодинамика заняла прочное место в теоретической химии и стала первой частью любого курса физической химии. [c.3]

На основании учения о химическом равновесии технология определяет зависимость равновесного, т. е. максимально возможного, выхода продукта от концентрации реагирующих веществ, температуры и давления. [c.188]

Шателье если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывается внешнее воздействие, положение равновесия смещается в такую сторону, чтобы противодействовать эффекту этого воздействия. Если прямая реакция в равновесной химической системе является экзотермической, то при повышении температуры уменьшается если прямая реакция является эндотермической, то при повышении температуры Кравн увеличивается. Равновесный выход продуктов можно увеличить путем повышения температуры только для реакции, идущей с поглощением тепла. Чтобы не ошибаться, следует всегда записывать уравнение в полном виде с учетом теплового эффекта, как будто он является одним из продуктов реакции [c.191]

Особенность совмещенных процессов состоит в том, что, помимо фазового равновесия, необходимо рассматривать и химическое равновесие. А это значит, что необходимо исследовать кинетику возможных химических реакций в условиях, создаваемых при ректификации. Следует заметить, что при медленных химических реакциях и при низких тепловых эффектах процесс практически не отличается от обычной ректификации. Имеющееся отличие будет сказываться лишь при большом времени пребывания реагентов и проявляться в накоплении продуктов побочных реакций в продуктах разделения. При наличии же больших тепловых эффектов и скоростей реакций могут быть совершенно неожиданные результаты. Так, при экзотермической реакции с большим тепловым эффектом возможно полное испарение потока жидкости в зоне реакции и, наоборот, при эндотермической — захолаживание жидкости и конденсация парового потока. Поэтому при попытке совмещения ректификации и реакции важнейшей задачей является обеспечение условий нормального функционирования процесса, т. е. его устойчивости и управляемости. Отсюда следует, что хеморектификация протекает в более жестких границах изменения основных технологических параметров. Выход за допустимые границы (например, по теплоотводу) может привести к взрыву в случае сильно экзотермической реакции и останову процесса массообмена между потоками пара и жидкости в случае эндотермической реакции. Интересным моментом является то, что возникает проблема рационального использования выделяемого тепла внутри схемы, например, на образование парового потока с целью снижения энергетических затрат на ведение процесса. [c.365]

При протекании химической реакции через некоторое время устанавливается равновесное состояние (химическое равновесие), когда скорости прямой и обратной реакций одинаковы. Химическая термодинамика позволяет предсказать концентрации реагентов в рав-fjoee Hoft реакционной смеси и вляние на них изменения внешних условий и предвидеть максимальный выход полезного продукта, что имеет большое практическое значение. [c.131]

При разработке процесса, названного впоследствии его именем, Габер столкнулся с двумя совершенно разными проблемами. Во-первых, существует ли катализатор, который бы позволил осуществить данную реакцию с достаточно высокой скоростью при приемлемых на практике условиях. После длительных и трудных поисков Габеру удалось найти подходящий катализатор мы вернемся к этому аспекту его работы в одном из следующих разделов. Во-вторых (при условии, что катализатор удалоо . найти), необходимо было выяснить, до какой степени можно поднять выход аммиака, получаемого из азота Вот этим-то последним вопросом, который имеет прямое отношение к химическому равновесию, мы сейчас и займемся. [c.41]

Так, в соответствии с принципом Ле Шателье увеличение концентраций исходных веществ усиливает прямой процесс и увеличивает выход продуктов реакции, и наоборот. Повышение температуры ускоряет реакции, идущие с поглощением теплоты, что полезно при проведении эндотермических процессов. Понижение температуры благоприятствует протеканию процессов, сопровождающихся выделением теплоты, т. е. экзотермическим реакциям. Повышение давления способствует протеканию газовых реакций, сопровождающихся уменьшением объема, т. е. уменьшением числа молей газов. В процессах, протекающих без изменения объема, давление почти не влияет на смещение равновесия. Количественная зависимость константы химического равновесия (а следовательно, и равновесия) от температуры Т выражается уравнениями изохоры [c.123]

П рбмма химического равновесия. Основой теории любого химического производства является расчет максимально возможного выхода химической реакции как функции параметров (температуры, давления и др.). [c.8]

Как известно, многие химические реакции, для которых характерны высокие энергии активации, при обычных условиях протекают очень медленно, а при нагревании скорость реакции возрастает. Однако нагревание как способ увеличения скорости реакции не всегда возможно. Например, регулировать скорости химических реакций, протекающих в живых организ- -мах, изменяя температуру в широких пределах, вообще нельзя. К тому же для обратимых реакций, как было показано на примере реакции синтеза аммиака, повышение температуры приводит к сдвигу химического равновесия в сторону уменьшения выхода аммиака, что не выгодно для производства. Поэтому в практике для регулирования скоростей реакций используют катализаторы. [c.119]

При разработке способа получения аммиака из водорода и азота уже с самого начала знали, что реакция обратима N3 + ЗН2 2NH3. Химическое равновесие между На, N2 и NH3 можно сместить, изменяя температуру, давление и концентрации веществ. Количественный термодинамический анализ условий равновесия был сделан Габером, который показал, как зависит выход аммиака от давления и температуры. Оказалось, что наиболее благоприятны давление порядка 1000 атм и температура 475—525° С. На основе этих данных стали вести проектирование и строительство заводов по производству аммиака. [c.66]

Характерным признаком равновесия является то, что величина Кр оказывается одинаковой при достижении этого состояния как с левой стороны , так и с правой . Другая важная особенность химического равновесия — его подвижность. При увеличении парциальных давлений исходных веществ (N2 и Нг) равновесие сместится в сторону образования продукта реакции (NHз), при увеличении pNHg — оно сместится в противоположную сторону. Если Кр велика, то при равновесии преобладают продукты реакции, т. е. реа1щия эффективна и дает большой выход. Если значение Кр мало, то в равновесной смеси мало продуктов реакции и преобладают непрореагировавшие исходные вещества. [c.43]

Данное уравнение принадлежит к одному из самых важных в физической химии, ибо оно дает ответ на вопрос о том, как меняется химическое равновесие с температурой. Из уравнения изохоры вытекало, что в случае экзотермических реакций повышение температуры уменьшает выходы образующихся веществ, а в случае эндотермических процессов выходы продуктов реакции увеличиваются с повышением температуры. Этот вывод имел принципиальное значение для правильного и экономически выгодного проведения различных технологических процессов. [c.334]

Влияние различных факторов на состояние химического равновесия качественно описывается принципом смещения равновесия Ле Шателье, который был сформулирован в 1884 г. Согласно этому принципу при всяком внешнем воздействии на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, в ней протекают процессы, приводящие к уменьшению этого воздействия. Действительно, повышение температуры увеличивает выход продуктов эндотермических реакций, в процессе которых подводимая извне теилота поглощается. Реакции, сопровождающиеся выделением теплоты, протекают более полно при охлаждении. Аналогичн1эШ образом при увеличении давления стимулируется реакция, сопровождающаяся уменьшением объема, так как этот процесс способствует уменьшению влияния давления. При этом чем больше изменение объема газовой смеси при взаимодействии, тем заметнее воздействие давления на положение химического равновесия. Добавление в реакционную смесь, находящуюся в равновесии, одного из компонентов благоприятствует протеканию той реакции, в процессе которой этот компонент расходуется. Практическое использование принципа смещения равновесия можно показать на примере синтеза аммиака. Эта реакция экзотермична и протекает с уменьшением объема [c.231]