Химическое равновесие при одновременном протекании

Расчеты изменения изобарного потенциала при крекинге парафиновых углеводородов показывают, что в обычно выбираемых для крекинга температурных условиях термодинамически возможны многие реакции. И, в действительности, крекинг характеризуется одновременным протеканием параллельных и последовательных реакций. Судить о преобладании той или иной реакции нельзя по величине изменения изобарного потенциала в различных возможных реакциях крекинга. Термодинамика вступает в свои права только в тех случаях, когда речь идет об установлении равновесия при высоких температурах. Но даже в этих условиях применение законов химической термодинамики довольно ограничено по причине протекания конкурирующих реакций. При использовании специальных катализаторов любая из возможных реакций или несколько желательных могут стать преобладающими. [c.322]

И. Воспламенение. Для воспламенения исходных горючих материалов необходим начальный энергетический импульс. Различают два способа воспламенения самовоспламенение и зажигание. Тепловое самовоспламенение возникает при экзотермической реакции и нарушении теплового равновесия, когда выделение теплоты при химической реакции становится больше теплоотдачи. При медленном протекании реакции окисления теплота успевает отводиться в окружающее пространство и температура в зоне реакции окисления лишь немного выше температуры окружающей среды. При быстром протекании экзотермических реакций теплота не успевает отводиться в окружающую среду и температура в зоне реакции начинает повышаться. По мере нагревания реагирующих веществ скорость реакции быстро увеличивается, а вместе с этим возрастает и скорость выделения теплоты. Одновременно растет и скорость теплоотдачи, но медленнее, чем скорость выделения теплоты. Выделение теплоты возрастает с повышением температуры по экспоненциальному закону (уравнение Аррениуса). [c.30]

По мере протекания прямой реакции накапливается все большее число частиц конечных вешеств, которые принимают участие в обратной реакции, поэтому скорость обратной реакции все больше возрастает. Одновременно снижается число частиц исходных веществ, и скорость прямой реакции все больше уменьшается. В результате в реакционной системе достигается состояние, при котором скорости прямой и обратной реакций равны (рис. 69). Такое состояние реакционной системы называется состоянием химического равновесия. При химическом равновесии обе реакции, прямая и обратная, продолжают протекать, следовательно, это равновесие динамическое (а не статическое), или подвижное. [c.237]

В начале процесса концентрация исходных веществ — СО и НгО велика и поэтому значительна скорость прямой реакции. Но по мере протекания процесса окись углерода и водяные пары расходуются, концентрация их уменьшается и прямая реакция постепенно замедляется. Одновременно увеличивается количество полученных продуктов (водорода и углекислого газа), растет их концентрация, а потому повышается и скорость обратной реакции. Наконец, наступает такой момент, когда скорости прямой и обратной реакции становятся равными. Такое состояние реагирующей системы называется химическим равновесием. [c.42]

Исследования показывают, что химические реакции одновременно протекают в двух направлениях — в сторону образования Продуктов реакции (вправо, прямая реакция) и в сторону разложения последних на исходные вещества (влево, обратная реакция). Вследствие химической обратимости реакции не доходят до конца. По мере протекания процесса скорость прямой реакции (прирост концентрации продукта реакции за единицу времени) уменьшается, а скорость обратной реакции (убыль концентрации продукта реакции за единицу времени) увеличивается. Когда обе скорости сравняются, наступает состояние химического равновесия — концентрации реагирующих веществ становятся вполне определенными и постоянными во времени (при условии, что давление и температура не меняются). [c.118]

В большинстве прикладных задач не удается описать течение газа, используя лишь модель идеального газа. Реальное течение сопровождается физико-химическими процессами, природа которых и методы их математического описания суп] ественно различаются. Однако, несмотря на одновременное протекание различных ре таксационных процессов, их удается разделить и изучать независимо, поскольку взаимное влияние по суп] еству невелико. В частности, неравновесное возбуждение или дезактивацию колебательных степеней свободы можно изучить, используя неравновесные значения концентраций различных компонент, полученные в предположении равновесия поступательных и колебательных степеней свободы. Характер неравновесного протекания химических реакций в двухфазной среде лишь в малой степени зависит от динамического и теплового состояния частиц. В связи с этим в настоящей и следующей главах будут раздельно рассмотрены неравновесные физико-химические процессы, которые могут иметь место в соплах, в том числе неравновесное возбуждение колебательных степеней свободы, химические реакции, неравновесные двухфазные течения. [c.250]

Образование при реакции побочных продуктов и существование параллельных реакций Марковников объяснял неодинаковыми условиями, в которых находится масса реагирующих веществ. Одновременное образование изомерных соединений,— писал он,— не представляет ничего удивительного, и такого рода случаи, как показывает опыт, находятся в зависимости от различных условий реакции. Точное определение этих условий представляет большой интерес. С расширением наших знаний в этом направлении, можно надеяться, расширятся значительно также и наши сведения относительно законов, управляющих механизмом химических реакций Как могут создаваться условия для протекания параллельных реакций, Марковников поясняет па примере реакции присоединения, к которой применимо приведенное выше правило о зависимости ее направления от температуры. Параллельная реакция идет потому, что реакционная смесь не находится во всем своем объеме при одинаковых температурных условиях- Например, при получении изомера, образующегося при низко11 температуре, теплота, которая развивается вследствие самой реакции, успевает повысить температуру находящихся вблизи молекул настолько, что между ними произойдет соединение в обратном порядке . В известных случаях отклонение условий от первоначальных в такой степени отражается на взаимном влиянии атомов в молекулах, что приводит к изменению их химического строения — к изомеризации соединения в другое, более устойчивое при новых условиях. Примером, приводимым самим Марковниковым, может служить изомеризация изонропилэтилепа в триметилэтилен, происходящая при высокой температуре. Следовательно, такое физическое условие благоприятно для более устойчивого химического равновесия частицгл амилена [c.69]

Компоненты системы могут участвовать одновременно в нескольких равновесиях. Напомним, что в этих случаях одну из реакций обычно рассматривают в качестве главной, а остальные — в качестве побочных (конкурирующих). В результате протекания конкурирующих реакций вещества (частицы) распределяются между множеством химических форм. Концентрацию отдельной формы в состоянии равновесия называют равновесной, а сумму концентраций соответствующих равновесных форм — общей концентрацией. Дпя описания сложных равновесий применяют уравнения, связывающие равновесные и общие концентрации химических форм вещества, которые называют уравнениями баланса. [c.103]

При наличии химических реакций на изменение состава системы накладываются, помимо условий фазового равновесия, ограничения, определяемые характером и условиями протекания этих реакций. Некоторые связанные с этим вопросы были рассмотрены применительно к бинарным системам в гл. IV, 8. Метод расчета равновесия между жидкостью и паром в многокомпонентных системах, в которых происходит несколько одновременно протекающих реакций, разработан Хала [172—174]. [c.372]

Для обсуждения термодинамики электрохимических ячеек прежде всего необходимо ввести такие понятия, как свободная энергия, химический потенциал и коэффициент активности. Если ограничиться рассмотрением электродов, находящихся в равновесии с окружающим раствором, то потенциал ячейки можно получить, выражая фазовые равновесия с помощью электрохимических потенциалов компонентов, присутствующих в электродах и растворах. Условие фазового равновесия допускает прохождение лишь бесконечно малого тока, а также исключает возможность протекания спонтанных реакций, не требующих прохождения суммарного тока. Однако при определенных условиях можно иметь несколько электрохимических реакций, находящихся одновременно в равновесии. [c.36]

Положительное значение АО указывает на возможность протекания хлорирования оксида только при условии одновременного удаления продуктов реакции или связывания одного из них, в частности кислорода. Исходя из этих термодинамических предпосылок, оксидные соединения алюминия хлорируют обычно в присутствии восстановителей (угля, кокса, оксида углерода, фосгена). Температура начала реакции хлора с оксидом алюминия составляет 1250 °С [39], а в присутствии угля 700 °С [40]. Утверждается [41], что- добавление восстановителя не вызывает снижения температуры начала хлорирования, а лишь увеличивается скорость и полнота реакции. Первая стадия процесса — вытеснение кислорода из оксида хлором, вторая — связывание кислорода восстановителем, что смещает равновесие реакции в сторону образования хлорида. Взаимодействие АЬОз с хлором, в частности влияние динамических и химических параметров на процесс хлорирования, результаты кинетических исследований системы А гОз—С—СЬ и др. рассмотрены в работах [42, 43]. [c.152]

Поскольку в обратимых процессах практически не происходит полного превращения исходных реагентов в продукты реакции, то после наступления равновесия в системе присутствуют одновременно и исходные вещества и продукты реакции (СО, НзО, СО2, На), причем при равновесии устанавливаются определенные значения концентраций СО, НаО, СОа и На, которые больше не меняются. Они остаются постоянными не потому, что прекратились химические превращения, а потому, что процессы, протекающие по прямой реакции, уравновешиваются протеканием обратной реакции. Сколько молекул СО и Н2О вступит в реакцию за определенное время (прямая реакция), столько же их образуется за это же время в результате взаимодействия СОа и На (обратной реакции). [c.42]

Все химические реакции протекают одновременно в сторону равновесия и в противоположном направлении. Обычно скорость реакции в сторону равновесия больше скорости в противоположном направлении. При равновесии обе реакции имеют одинаковую скорость, так что скорость суммарного процесса равна нулю. Изложенное позволяет заключить, что химические реакции являются двусторонними или, как говорят, обратимыми. Но такое понятие обратимости реакции отличается от термодинамической трактовки обратимости. Последняя характеризуется бесконечно малым различием скоростей прямой и обратной реакций и соответственно бесконечно малым отклонением системы от положения равновесия. С этой точки зрения химические реакции в обычных условиях их протекания — процессы необратимые понятием [c.100]

Поскольку любая реакция является обратимой, то в принципе она протекает одновременно и в направлении достижения равновесия, и в противоположном направлении. В первый -момент времени, когда содержание продуктов реакции в реакционной смеси мало, скорость прямой реакции велика, а обратной мала. По 1мер протекания реакции их скорости выравниваются, и при достижении химического равновесия общая скорость реакции равна нулю. Количественное отношение концентраций исходных веществ и продуктов реакции в смеси определяется величиной кон-ттанты равновесия. Если при достижении равновесия в смеси будут находиться сравнимые количества исходных и конечных веществ, то реакция считается кинетически двухсторонней, или кинетически обратимой. Если же в ходе изучения кинетики реакций концентрацией исходных веществ можно практически пренебречь, то такие реакции рассматриваются как кинетически односторонние, или кинетически необратимые. [c.32]

Огромным достижением конца прошлого столетия было установление того положения, что каждому веществу можно приписать некоторое количество энергии, называемой энергией Гиббса (или гиббсовой энергией), причем реакция в системе при постоянной температуре может протекать в том случае, если сопровождается уменьшением энергии Гиббса, т. е. если энергия Гиббса исходных реагирующих веществ больше энергии Гиббса продуктов реакции. Энергия Гиббса вещества является свойством, выражающим одновременно как энтальпию данного вещества, так и присущую ему вероятность (энтропию). Если химические вещества, формулы которых записаны в левой части уравнения химического равновесия, и вещества, формулы которых записаны в правой части этого уравнения, имеют одинаковую энтропию (вероятность), реакция будет идти в том направлении, при котором происходит выделение теплоты, т. е. в направлении протекания экзотермической реакции. Если вещества в левой и правой части уравнения имеют одну и ту же энтальпию, реакция будет протекать в направлении от веществ с меньшей вероятностью (энтропией) в направлении веществ с большей вероятностью (энтропией). При равновесии, когда реакция не обнаруживает преимущественной тенденции протекания ни в прямом, ни в обратном направлении, энергия Гиббса веществ левой части уравнения точно равна энергии Гиббса веществ правой части уравнения. При равновесии движущая сила изменения энтальпии, сопровождающего реакцию, полностью уравновешивается движущей силой изменения вероятности (изменения энтропии). [c.300]

Как следует из предыдущей главы, иррациональность изотерм т] (и изотерм Ат ) может быть вызвана диссоциацией образующегося в системе соединения, либо одновременным протеканием двух параллельных равновесий (химическая иррациональность), а также и тем обстоятельством, что вязкость не является мольно-аддитивным свойством (геометрическая иррациональность). Тем не менее, прием построения диаграмм Ат) позволяет сузить область локализации экстремума свойства и тем самым упростить [c.121]

Увеличить скорость реакции можно, вообще говоря, двумя способами повышением температуры и введением катализатора. Однако влияние этих двух факторов на протекание реакции п ее результат принципиально различно. Температура изменяет не то.тько скорость реакции, но и состояние равновесия. Прн повыитенни температуры будет увеличиваться скорость реакций, но одновременно н сместится равновесие, т. е. изменится равновесный состав химической системы. Поэтому, повышая температуру, чтобы ускорить реакцию, мы получим после ее завершения, в принципе, иное равновесие, нежели при более низкой температуре. И это смещение равнопесия не всегда происходит в нужную иам сторону (например, если мы повышаем температуру, чтобы ускорить реакцию образования нодо-водорода из простых веществ). [c.54]

Сверхвысокочастотные разряды открывают еще одну возможность, важную для их практического использования,— в них можно получать неравновесную плазму даже при сравнительно высоких давлениях [77, 79]. Так, в импульсном режиме заметное различие между температурами ионов и электронов может быть достигнуто при давлениях, близких к атмосферному. Это объясняется высокими напряженностями электрических полей, создаваемых в резонаторах. Получение неравновесной плазмы имеет важное значение, например, для плазмох 1мии. Химические превращения происходят в данном случае не при термодинамическом равновесии, а в неравновесных условиях, при этом определяющую роль играет возбуждение молекул электронами с энергией 1—10 эв при одновременном воздействии СВЧ-излучения. Вообще в высокочастотных разрядах создаются благоприятные условия для протекания различных химических реакций. Чистые условия, характерные для этих разрядов, большой срок службы плазмотронов, созданных иа их основе, и ряд других свойств, о которых говорилось выше, дают основания считать их перспективными в химии, порошковой мета.тлургии, технологии металлов, материаловедческих исследованиях и др., [81—88]. [c.228]

Чтобы потушить пожар, необходимо в зоне горения создать условия, тормозящие или устраняющие самопроизвольное протекание процессов горения, исходя из тепловой теории потухания необходимо нарушить тепловое равновесие в зоне горения (в зоне химических реакций). Это возможно осуществить снижением интенсивности тепловыделения или усилением интенсивности теплоотвода из зоны горения или одновременным проявлением этих процессов до тех пор, пока температура в зоне горения не снизится ниже температуры потухания. При таких условиях невозможно самопроизвольное протекание химическо й реакции, и горение прекращается. Для подавления горения необходимо [c.93]

Одновременно с химическим составом растворов, образующихся при взаимодействии с какими-либо породами, метод минимизации позволяет устанавливать состав вторичных новообразований формирующихся по этим породам. Таким образом, этот метод может применяться в случаях, когда заранее неизвестны фазы, образующиеся при взаимодействиях, и их состав. Метод минимизации позволяет определять и рассчитывать их, а в идеале устанавливать мольные количества веществ в твердой фазе в зависимости от степени протекания реакции или, иными словами, от того количества исходной твердой фазы, которое прореагировало с данной порцией раствора. Алгоритмы расчета равновесий в системах с неопределенным фазовым составом (т. е. в системах, в которых список минералов, потенциально способных присутствовать в равновесной системе, значительно больще числа, определяемого правилом фаз) были созданы как за рубежом, так и в СССР (И.К. Карпов, Ю.В. Шваров). Область их применения может быть расщирена и распространена на системы, включающие несколько растворов (водный, газовая смесь и т. д.). [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология