Системы равновесный состав

Систему можно подвести к равновесию термодинамически обратимо, если в системе имеется сопротивление типа проницаемой перегородки, или термодинамически необратимо. В химической системе можно выделить истинно равновесные смеси веществ и системы с ложным равновесием. Истинное равновесие характеризуется тем, что с изменением термодинамических параметров (Р, Т) на бесконечно малую величину на такую же величину изменяется и равновесный состав смеси веществ. При возвращении параметров до исходного значения равновесие также возвращается к исходному состоянию. Это легко можно проиллюстрировать на примере реакции [c.188]

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]

Для определения состава системы при установившемся равновесии, а следовательно, и выхода продукта реакции необходимо знать константу равновесия и состав исходной системы. В зависимости от типа реакции, а также от того, в каком соотношении смешаны реагирующие вещества, получают различной сложности уравнения, по которым рассчитывают равновесный состав системы. [c.249]

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

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]

Тем не менее экспериментатор все же имеет возможность в очень широком интервале изменять равновесный состав системы, изменяя соотношение водяного пара и окиси углерода в исходной смеси. Покажем это на примере. [c.131]

Из табл. 3 могут быть найдены равновесные концентрации нафтеновых углеводородов в системе циклогексан — метилциклопентан. Более подробно равновесные концентрации изомеров различных углеводородов рассмотрены Введенским [19]. С точки зрения термодинамики давление и концентрация водорода в зоне реакции не оказывают влияния на равновесный состав продуктов изомеризации [19,20]. [c.26]

Таким образом, для системы состава Уе равновесные пар п жидкость имеют одну и ту же концентрацию и перегонка системы должна происходить при постоянной температуре и постоянном составе. При фракционировке смеси с минимумом точки кипения в ректификационной колонне, состав конечных продуктов будет зависеть от того, по какую сторону от концентрации азеотропа располагается фигуративная точка начального состава разделяемой системы. Если состав а расположен в интервале концентраций 0<а<уе, то продуктами фракционировки будут практически чистый компонент а и азеотроп состава если же состав начальной системы попадет в интервал концентраци 3>е<я<1, то продуктами фракционировки будут практически чистый компонент да и азеотроп состава уе. В обоих случаях азеотроп будет верхним продуктом колонны, ибо кипит при более низкой температуре, чем оба компонента системы, [c.37]

Поисковые методы, и соответственно методы нахождения равновесных составов по системам типа (П1.2), можно разделить на две основных группы 1) прямой поиск, когда при помощи некоторой итерационной процедуры ищут непосредственно решение системы (III.2) 2) непрямой поиск, когда используют хорошо разработанные и достаточно универсальные методы нахождения экстремума функции многих переменных Ф при этом нужно сформулировать такую функцию составов Ф(Л/ь. .., Л р), чтобы равновесный состав N1,.... Ир определял экстремум этой функции. [c.106]

Равновесие, определяемое понятием парциального давления. Если давление в системе не превышает 3,5 кгс/см , то ее равновесный состав мон ш достаточно точно рассчитать с помощью закона Рауля и Дальтона для идеальных растворов. Этот закон основан на допущении, что скорость испарения или конденсации данного компонента зависит от его парциального давления Рпщ,п в любой фазе, где он полностью растворим. Уравнение закона идеальных растворов, имеет вид [c.43]

Одной ИЗ важнейших задач химии равновесий является задача расчета начальных концентраций частиц системы при разного рода условиях, наложенных на равновесный состав 1) обеспечение заданной равновесной концентрации одной иа частиц 2) обеспечение заданной растворимости осадка 3) расчет условий, необходимых для максимального выпадения осадка. [c.176]

Пусть т — количество базисных частиц системы, реактив-осадитель и осадок введены в базис под номерами т — 1 и те соответственно, п — общее число частиц системы [3]. В случае, когда известна концентрация реактива-осадителя 0 -1 и выпавшее количество осадка С , равновесный состав системы можно определить, решая нелинейную систему уравнений (1а)—(1в) относительно неизвестных 1п Ьj [c.177]

Если пары, находящиеся в равновесии с двумя жидкими фазами составов Х и Х2, имеют равновесный состав х, < уд < Хз, то имеем дело с жидкостями, образующими кривые растворимости первого типа (эвтектический класс частично растворимых компонентов). В этом случае при некоторой концентрации жидкой фазы Хд в системе образуется азеотроп, определяющий температуру кипения смеси в интервале изменения концентраций X, — х . [c.78]

Уравнение (76.4) в отличие от (76.3) уже будет уравнением второй степени. Как в уравнение (76.3), так и в (76.4) не входит общее давление в системе. Следовательно, состав равновесной системы при = О не будет зависеть от давления. Решим уравнение (76.4) при конкретном составе исходной системы. Если п = 3 моль и т = 2 моль, т. е. п + т = 5 моль и 7 = 718 К, то К° = 4л /(3 — [c.250]

Соотношение (143.3) называется правилом рычага, согласно котором массы равновесных фаз обратно пропорциональны отрезкам, на которые делит ноду фигуративная точка системы. Нели состав системы выражен в молярных долях, то в уравнении (143.3) дг — молярная доля компонента и 2 — количество вещества каждой фазы, моль. [c.388]

Константу химического равновесия можно выразить через любые величины, выражающие состав системы равновесные парциальные дат ле-ния равновесные концентрации равновесные мольные доли [c.33]

Равновесный состав этой системы во-зависиг от температуры и давления. [c.495]

Ранее уже показано, что из закона действующих масс, зная константу равновесия и исходный состав системы, можно вычислить равновесный состав реагирующих веществ. Такие расчеты называют определением выхода реакции. Читатель должен приобрести достаточный навык в технике таких расчетов, поэтому ниже приведено несколько подробно разобранных примеров расчета газовых реакций (гомогенных и гетерогенных). Реакции в раствО)рах будут обсуждаться несколько позднее (гл. 35 и разд. 40.4). [c.269]

Равновесный состав фаз в системах газ—раствор газа в жидкости при температурах выше критических для идеальных газов определяется по закону Генри [c.664]

Равновесный состав фаз в системах жидкость — насыщенный пар при температурах ннже критических для идеальных растворов определяется по закону Рауля [c.668]

Согласно правилу фаз Гиббса, число степеней свободы такой системы 1 = 2+2-3=1, т. е. только один из параметров, характеризующих состояние такой системы (температура, давление, состав паровой фазы), может быть выбран произвольно. Соотношение между количествами фаз не оказывает влияния на состояние равновесия. Таким образом, достаточно, например, задаться температурой системы, чтобы определилось равновесное состояние, т.е. давление системы и состав паровой фазы. [c.80]

Знание равновесной степени превращения и ее зависимости от различных факторов химического процесса позволяет рассчитывать равновесный состав продуктов процесса, оценивать влияние различных условий на состояние равновесия системы в химическом реакторе, определять тепловой режим и другие параметры процесса. [c.103]

Для систем, состоящих и.з жидкой и газовой фаз, верхнюю кривую p = f Nв) такой диаграммы состояния называют линией жидкости, нижнюю — р = /(Л/в)— линией пара. При некотором общем давлении в системе (иапример, р на рис. 7.5) равновесный состав жидкой фазы и пара может быть легко найден из диаграммы по точкам пересечения соответствующей горизонтали с линией жидкости (точка х) и линией пара (точка у). [c.216]

Допустим, что исходный объем бутана равен 100 единицам. Тогда, согласно условиям задачи, в равновесной системе должно содержаться (оставаться после дегидрирования) 80 об. ед. бутана. При этом, согласно закону эквивалентов, образуется 20 об. ед, дивинила и 40 об. ед, водорода. Таким образом, в равновесной системе должно находиться 80+20+40 = 140 об, ед, газообразных веществ. Из этого следует, что система при условиях задачи должна иметь следующий равновесный состав, выраженный в мол. долях [c.145]

Равновесный состав системы можно находить и с помощью ЭВМ, минимизируя энергию Гиббса (или Гельмгольца). Отметим, что процедура минимизации на ЭВМ предпочтительнее рещения сложных систем алгебраических уравнений, поэтому именно на ней базируется большинство численных расчетов термодинамических уравнений. [c.84]

Задача VIII.8. Определить равновесный состав для системы бутан — пентан при давлении 3 атм и температуре 37,8° С, пользуясь а) законом Рауля б) уравнением (VIH. 23), если известно, что давления паров чистых компонентов при соответствующей температуре равны pi = 2650 мм рт. ст. и ро = 830 мм рт. ст. константы равновесия ki = 1,15 и 2 = 0,36. [c.304]

Иногда состав смеси, в которой возможна 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 характеризуется двумя этими признаками — неизменяемостью состава и подвижностью, называется равновесной системой, а состав ее — равновесным составом. [c.247]

Можно ее выразить через общее давление системы и равновесный состав. Например, при проведении реакции исходные вещества были взяты в стехиометрическом соотношении 1 моль СО и 2 моль Н2. При проведении реакции [c.248]

В системе N2 (г) + ЗН2 (г)2 NH3 (г) при 700° С и 30 МПа установился следующий равновесный состав ( в моль In) [c.17]

Описанное влияние давления на равновесный состав также является иллюстрацией проявления более общего принципа Ле-Шателье— Брауна (V.10). Так, увеличение давления в системе, содержащей равновесную смесь азота, водорода и аммиака, вызовет процесс, связанный с уменьшением объема, т. е. общего числа молей газов, иначе говоря, сдвинет равновесие реакции (V.153) слева направо. Именно по этой причине синтез аммиака в промышленности проводят при высоких давлениях, достигающих 1000 атм. [c.142]

С увеличением количества хлористого алюминия в системе равновесный состав продуктов изомеризации толилфенилсульфонов смещается в сторону параизомера. Например, в присутствии 5 молей А1С1з и [c.31]

Системы, совокупный состав а которых попадает в интервал кснцентраций от лд до хв распадаются на насыщенные растворы А и В, и линия кипения для них может быть представлена горизонталью АВ. Если изотермические кривые суммарного давления паров представить в функции состава у паровой фазы, т. е. нанести на диаграмму так называемые кривые точек росы нли кривые конденсации, то они для рассматриваемой системы изобразятся кривыми СаЕ и ОвЕ, пересекающимися в угловой точке Е, которая показывает, что обоим жидким равновесным насыщенным растворам составов л д и лв отвечает один и тот же пар, состава уе [c.22]

В основе предлагаемого аппарата лежит идея определения одной константы с применением алгоритма расчета начальной концентрации реактива, при которой достигается заданное воздействие на систему [8]. Роль реактива играет фиктивная частица Ф, стехиометрические коэффициенты при которой подобраны так, чтобы отклонение логарифма ее равновесной концентрации от нуля на некоторую величину влияло на равновесный состав системы так же, как и изменение на ту же величину логарифма определяемой константы ЗДМ К . Для наших целей необходимо использовать модифицированный метод Брин- [c.172]

В опытах использовались термостатированные делительные воронки с мешалкой. Изучение фазового равновесия проводилось при температуре —24°, а экстракция сераорганических соединений из дистиллятов — при температуре —13°С. Расход сернистого ангидрида во всех опытах был равен 100% объемных, время интенсивного перемешивания—15 мин, отстой—1,5 ч. Для удаления сернистого ангидрида через экстрактную и рафи-натную фазы барботировался азот, а затем фазы промывались водой до нейтральной реакции. Полученные продукты анализировались, материальный баланс их сводился с учетом потерь, составляюш,их не более 3% вес. Весовое содержание растворителя в рафинатной и экстрактной фазах определялось по разности весов до и после удаления растворителя. Состав рафината и экстракта при изучении фазового равновесия устанавливался газохроматографически. Количественный расчет хроматограмм проводился методом внутренней нормализации. Равновесный состав фаз исследуемой системы в зависимости от содержания в исходном растворе экстрагируемых веществ приведен в табл. 2. В исходном растворе весовое содержание тиофана и ж-ксилола было равным. [c.220]

Из рассмотренных примеров следует, что для описания хиг мнческого равновесия в гетерогенных системах достаточно учитывать равновесный состав газообразной фазы, так как содержание паров компонентов конденсированных фаз в газовой фазе не изменяется в ходе всего изотермического химического процзсса. [c.150]

Например, в системе, состоящей из произвольно взятых количеств NH4 I, NH3 и H I, число независимых компонентов равно двум, так как равновесный состав ее в этом случае контролируется одним уравнением — законом действия масс, и k = 3 -- [c.192]

Это значит, что, задавшись определенной температурой и давлением, мы тем самым предопределяем равновесный состав паровой и жидкой фаз. Наоборот, задавшись составом фаз, ьш тем самым предопределяем температуру и давлерше в систелю. Наконец, задавпшсь составом и температурой жидкой фазы равновесной системы, мы предопределяем давление и состав паровой фазы. [c.225]

Найдя тем или иным способом константу равновесия (см. гл. XIII), можно по (XIV, 3) определить равновесный состав системы. Содержание каждого вещества при равновесии следует выразить через первоначально взятое число молей его и число молей вешеств, прореагировавших к моменту наступления равновесия. Путем подстановки этих величин в (XIV, 3) и его решения аналитическим или графическим путем находят равновесный состав реакционной смеси. [c.466]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология