Химическое равновесие нескольких реакций

Недостаток метода равновесного диализа состоит в том, что диффузионное равновесие через мембрану устанавливается в течение нескольких часов, хотя в большинстве случаев действительное химическое равновесие для реакции связывания достигается за доли секунды. Этот недостаток преодолевается использованием быстрого способа определения скорости отщепления радиоактивного лиганда при диализе от равновесной системы [103] фермент — лиганд. В таком случае даже при работе с неустойчивыми веществами быстро получают точные результаты. [c.408]

Сопоставляя (5.7) и (5.8), получаем условия, описывающие химическое равновесие в сложной многокомпонентной системе с несколькими линейно независимыми реакциями [c.82]

Кинетика химических реакций при высоких давлениях является весьма молодой отраслью физической химии, ибо лишь в течение последних нескольких десятков лет были поставлены серьезные исследования. В отличие от проблемы химического равновесия вопрос о влиянии давления на скорость химических реакций никак не может считаться в принципе решенным, [c.172]

Аналитическая химия как ветвь химического знания имеет хорошо разработанную и находящуюся в непрерывном развитии теорию. Главное содержание теории химических методов анализа составляет химическая реакция как средство получения информации о химическом составе вещества, т. е. используемая для целей качественного и количественного анализа. Важное значение имеют тип реакции, условия и способы ее проведения. Особенно широко распространены в аналитической химии реакции в растворах. Теория химических методов анализа включает расчет химических равновесий, протекающих в растворах, в том числе и сложных равновесий, когда в системе возможны одновременно несколько реакций. Критерии для правильного выбора химической реакции и условий ее проведения дают химическая термодинамика и кинетика. [c.8]

Выше были рассмотрены равновесия нескольких химических реакций, протекаюш,нх в идеальных или предельно разбавленных растворах из опытных данных можно было вычислить константы равновесия и, зная величины констант, провести обратный расчет выхода продуктов реакции. [c.288]

В нашей стране обобщающая монография по термодинамике нефтехимических процессов издана в 1960 г. (А. А. Введенский. Термодинамические расчеты нефтехимических процессов. ГОНТИ, Л., 1960, 576 с.). Эта превосходно написанная для своего времени книга в определенной степени устарела по следующим причинам. Ее значительная часть посвящена анализу разрабатывавшихся в 50-е годы методов определения стандартных термодинамических функций, которые сейчас практически не используются. Конкретный термодинамический анализ выполнен для тех реакций, которые получили промышленное применение в 30-е —50-е годы. Практически нет данных о химических равновесиях в системах с несколькими фазами, о равновесиях в растворах. Основная конкретная информация относится к простым реакциям. [c.6]

Выше рассмотрен термодинамический анализ для случаев, когда химические изменения описываются одним стехиометриче-ским уравнением и одной константой равновесия,— это так называемая простая реакция. В подавляющем большинстве реальных процессов одновременно протекают несколько реакций или, как говорят, сложная реакция такие процессы характеризуют несколькими стехиометрическими уравнениями и соответственно несколькими константами равновесия. Поэтому ниже рассматривается онределение равновесного состава для смеси [c.95]

Поскольку фазовое равновесие в замкнутых системах достигается при наличии в системе химического равновесия, очевидно, что расчет равновесия в системах, в которых происходит несколько одновременно протекающих реакций, представляет определенные трудности. [c.42]

Расчет химического равновесия в системах, в которых одновременно протекает несколько реакций [c.278]

В случае многокомпонентной системы, в которой протекает несколько линейно независимых реакций с участием как конденсированных, так и газообразных веществ, химическое равновесие можно описать с помощью уравнений, аналогичных уравнениям (5.13) или (5.16). Если реакция протекает при постоянном объеме системы V, то [c.137]

Если нам известна константа равновесия некоторой реакции, то мы можем вычислить концентрации веществ в реакционной смеси при равновесии. Сложность такого расчета зависит от нескольких факторов сложности химического уравнения реакции и от того, какие концентрации уже известны. Общий характер подобных расчетов станет понятен после рещения следующих упражнений. [c.51]

Химическая термодинамика позволяет определить направление самопроизвольного химического процесса и то конечное состояние, в которое придет система в результате этого процесса — состояние химического равновесия. В то же время химическая термодинамика не дает ответа на вопрос, с какой скоростью будет проходить этот процесс. Скорость процесса определяется тем, по какому пути будет проходить этот процесс. Путь этот, как правило, является сложным и может, быть представлен в виде нескольких простых реакций. Отдельные простые реакции, из которых складывается сложный химический процесс, называют элементарными химическими реакциями. В этой главе будут рассматриваться элементарные химические реакции гомогенных химических процессов, т. е. процессов в газовой фазе и растворе, теория которых наиболее разработана. [c.265]

Из сказанного выше может создаться впечатление, что речь идет о частном случае гомогенных реакций, скорость которых описывается законом действия масс. Это, однако, не так. Как будет показано при строгом рассмотрении теории химического равновесия, важным свойством равновесных состояний является их независимость от пути превращения. Поэтому, даже если реакция является сложной, т. е. состоит из нескольких стадий, и скорость ее не описывается уравнением (11.17), она придет к тому же равновесному состоянию, как если бы она протекала как простая реакция в одну стадию и, следовательно, подчинялась бы кинетическим уравнениям [c.202]

Расчет химических равновесий сводится к нахождению числа зависимых компонентов и, следовательно, к вычислению степени протекания реакции. При этом нужно учитывать следующее 1) если в системе может проходить несколько химических реакций, то сначала каждую из них рассматривают как самостоятельную, затем определяют последовательность протекания реакций и в этой последовательности ведут расчеты (см. гл. 4) 2) правильность расчета проверяют по условию материального баланса 3) расчеты можно проводить с различной степенью точности. В первом приближении концентрациями некоторых веществ пренебрегают. [c.38]

Иногда для кинетических измерений нельзя применять смешение растворов и, кроме того, необходимо измерять скорости,- превышающие периоды полупревращения в несколько миллисекунд. Такие кинетические задачи решают методом температурного скачка. Раствор, содержащий компоненты, находящиеся в химическом равновесии, возмущают быстрым изменением температуры. Сдвиг в новое равновесное состояние при новой температуре прослеживают во времени, причем переход системы к новому положению равновесия определяется механизмом реакции химической системы в растворе. Такой переход называется химической температурной релаксацией. Важной особенностью метода является использование малых возмущений, при которых новое равновесное состоя- [c.28]

Изменение концентрации одного или нескольких компонентов приводит к изменению концентрации других компонентов, однако значение константы равновесия остается постоянным. Влияние разных факторов на химическое равновесие характеризуется принципом ле Шателье если изменить одно из условий равновесия, например температуру, давление или концентрацию, то равновесие сместится в направлении реакции, противодействующей этому изменению. [c.36]

Если в систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, ввести дополнительные количества одного или нескольких реагентов, то концентрации всех реагентов будут изменяться за счет самопроизвольного протекания реакции в том или ином направлении до тех пор, пока соотнощение между концентрациями продуктов реакции и исходных веществ снова станет постоянным и характерным для данной температуры. При этом говорят о смещении (или сдвиге) химического равновесия в сторону образования либо исходных веществ, либо продуктов реакции. [c.68]

В этом можно убедиться, заглянув в жарко растопленную печь. Над раскаленными добела углями вспыхивают голубые огоньки. Это пламя окиси углерода, сгорающей в поступающем через открытую дверцу печи воздухе. Когда угли несколько остынут, голубые огоньки исчезают реакция между углем и двуокисью углерода прекратилась и окись углерода перестала получаться. Это объясняется тем, что реакция обратима и при этом эндотермична. Возникающее при взаимодействии угля с двуокисью углерода химическое равновесие при очень высоких температурах (примерно выще 1000°С) практически нацело смещено в сторону прямой реакции, т. е. двуокись углерода почти полностью превращается в окись углерода. При пониженных же температурах (примерно ниже 400°С), наоборот, равновесие почти полностью смещено в сторону обратной реакции — распада окиси углерода на уголь и двуокись углерода, и окись углерода перестает получаться. Теперь понятно, почему сильно раскаленный уголь сгорает с синим пламенем, а слабо раскаленный — без пламени. [c.95]

Использование термодинамики для расчета химических равновесий, описанное в предыдущих главах, относилось к газовым реакциям и реакциям с участием чистых индивидуальных веществ. Между тем и в природе и в технике практически никогда не приходится иметь дело с чистыми веществами. Химически чистые вещества представляют собой лишь предельное состояние, приближение к которому требует больших усилий. Применяемые в новых отраслях техники сверхчистые металлы и полупроводники содержат по несколько атомов примесных элементов на миллион атомов основного материала. [c.96]

При подготовке пятого издания в него внесены дополнения и изменения и сделаны некоторые сокращения. Введены два новых раздела "Классы неорганических соединений" и "Периодический закон и свойства соединений". Раздел 5 назван "Термохимия и химическое равновесие", в нем собраны задачи и упражнения по расчету изменения энтальпии, энтропии, свободной энергии Гиббса, по их применению для описания химических реакций и по расчету концентраций в равновесных системах. Главы "Равновесие в растворах электролитов" и "Направление обменных химических реакций в растворах электролитов" объединены в один раздел "Ионные реакции в растворах". Этот раздел существенно переработан. В раздел, посвященный химии отдельных элементов, включены упражнения по составлению уравнений реакций, отражающих важнейшие свойства их соединений. Несколько сокращена глава "Физико-химические свойства разбавленных растворов" и ей дано другое, более конкретное, название "Коллигативные свойства растворов", отражающее то, что в данном разделе рассматриваются свойства растворов, зависящие от концентрации частиц. Исключена глава "Радиоактивность. Ядерные реакции", так как обсуждаемые в ней вопросы фактически являются содержанием физики. Все изменения имели своей целью приблизить содержание задач и упражнений к химической практике. При переработке пособия мы стремились сохранить содержание, поэтому задачи и упражнения, имевшиеся в четвертом [c.3]

Вторая часть книги содержит разнообразный материал описательной химии. Основной упор здесь сделан на изложение неорганической химии, которое сопровождается последовательным выявлением периодических закономерностей в свойствах различных типов соединений. Более подробно, чем обычно, рассматривается химия простых анионов и катионов, а также оксианионов различных элементов и их кислородсодержащих кислот на современном уровне изложены основы химии координационных соединений, в том числе вопросы их строения, устойчивости и стереоизомерии. Сравнительно более лаконично подана органическая химия, хотя по существу затронуты все важнейшие стороны этой обширной области химии, включая механизмы органических реакций, химию полимеров и биохимию. В конце книги помещена не совсем обычная для учебных пособий глава, посвященная актуальной теме—связи химии с загрязнением окружающей среды. Во второй части книги постоянно применяются структурные представления, законы химического равновесия и подходы, использующие теоретические воззрения на природу кислотно-основных и окислительно-восстановительных процессов. Благодаря этому описательная химия превращается из несколько монотонного перечисления свойств веществ и наблюдаемых закономерностей их поведения в увлекательное объяснение научных, практических, а нередко и известных из повседневного опыта фактов на базе химических представлений. [c.5]

Если имеет место единственная реакция, количества всех присутствующих веществ связаны посредством сте-хиометрического уравнения, так что имеется только одна независимая переменная — скажем, превращение, выраженное в долях одного из компонентов. Таким образом, нахождение минимума энергии Гиббса и, следовательно, равновесной степени превращения осуществить проще, чем распределение фаз в равновесных условиях. Например, химическое равновесие окисления диоксида серы при нескольких температурах и давлениях находится как минимум на графиках энергии Гиббса (см. пример Л. 11). Для сложных многокомпонентных реакций иногда проще применять численные методы, чем прямую минимизацию энергии Гиббса (см. гл. 10). [c.138]

В том случае, если реагирующая смесь описывается несколькими стехиометрическими уравнениями (сложная реакция), то химическое равновесие такой смеси будет представлено таким же количеством уравнений вида (3.37) или (3.38). [c.62]

Важным научным событием в химии стало появление в 1884 г. книги Якоба Вант-Гоффа Очерки по химической динамике , где автор обобщил данные кинетических исследований, рассмотрел кинетические законы протекания мономолекулярных и бимолекулярных превращений, влияние среды при протекании реакций в растворах и явления, которые он назвал возмущающими факторами . Большой раздел- очерков посвящен влиянию температуры. Вант-Гофф вплотную подошел к закону, который несколько лет спустя обосновал Сванте Аррениус. Из соотношения для химического равновесия и температуры [c.19]

Концентрации С, в (2.26) - равновесные. Если реагирующая смесь описывается несколькими стехиометрическими уравнениями (сложная реакция), то химическое равновесие в такой смеси будет представлено таким же числом уравнений вида (2.26). [c.44]

Все каталитические реакции характеризуются рядом особенностей и относятся к самопроизвольным процессам, т. е. протекают в направлении убыли энергии Гиббса системы (ДС < 0) при постоянном давлении. В присутствии катализатора константа химического равновесия для равновесного процесса остается постоянной. Катализатор не изменяет положения равновесия, но ускоряет приближение к этому равновесному состоянию, как по прямой, так и по обратной реакции. Из нескольких возможных реакций катализатор ускоряет не обязательно термодинамически наиболее выгодную, т. е. реакцию, для которой убыль энергии Гиббса максимальна. Так, например, из этанола селективно под действием специфических катализаторов могут быть получены различные продукты [c.379]

Катализатором называют вещество, которое изменяет скорость химической реакции и не входит в состав конечных продуктов В обратимых реакциях катализатор изменяет в равной мере прямую и обратную реакции, способствуя более быстрому установлению равновесия Ускорение реакций связано с тем, что катализатор, взаимодействуя с реагентами, образует неустойчивые промежуточные активные соединения (одно или несколько), понижая энергию активированных комплексов (одного или нескольких) Природа такого взаимодействия зависит от типа катализа В органических реакциях имеют место гомогенный, гетерогенный, ферментативный катализы [c.156]

Если реакция с участием одного или нескольких газО Образ-ных компонентов протекает с уменьшением объема, то повышение давления сдвигает химическое равновесие в благоприятную сторону и увеличивает выход конечного продукта. [c.9]

Они доказывают аналитически, что химическое равновесие этой реакции устанавливается за 1,5—2 ч. Купф [25] проводил систематические анализы нескольких типов ванн при температуре 20°С он установил, что в полировальной ванне действительно постепенно устанавливается равновесие между обеими кислотами обычно за 2 ч, но оно зависит от соотношения количеств обеих кислот. Чем больше серной кислоты содержит смесь, тем быстрее устанавливается равновесие. Можно предполагать, что при небольшой концентрации серной кислоты в ванне в смеси не происходит почти никакой реакции. Вплоть до установления равновесия между обеими кислотами полировальная ванна обладает слишком сильной коррозионной способностью. Поэтому на практике в свежеприготовленной ванне начинают обрабатывать стеклянные изделия только через сутки, хотя результаты специальных опытов показали, что достаточна выдержка ванны в течение 2 ч (табл. 1). [c.22]

Из изложенного очевидно, что рассмотренным способом можно ввести выражение (3.10) для константы равновесия только в счучае элементарных реакций. Однако практически все аналитические реакции не являются элементарными, а протекают довольно сложно, в несколько ста-дий. Оказывается, что для любой реакции, в том числе и для аналитических реакций, можно получить выражение константы химического равновесия на основании строгого термодинамического рассмотрения, ко- [c.71]

Когда для качественного анализа непосредственно используют химические реакции, положение несколько осложняется. Тогда анализ обычно осуществляют в растворах путем добавления подходящего вещества, называемого реагентом. Реагент химически взаимодействует с находящимися в растворе ионами. Это взаимодействие сопровождается возникновением сигнала, воспринимаемого исследователем образование осадка, изменение цвета, люминесценция, выделение газа. Концентрация реагента в растворе, при которой обнаруживаются сигналы взаимодействия с различными компонентами, зависит от констант равновесия соответствующих реакций. Качественный анализ можно выполнять, плавно увеличивая в растворе концентрацию реагента (конечно, при условии, что сигналы не перекрываются). Однако это нелегкая задача, так как равномерное добавление реагента отнюдь не вызывает равномерного увеличения его концентрации в растворе, ибо реагент используется на образование осадка или растворимых окрашенных (лю-минесцирующих) соединений. [c.15]

Имеется несколько методов определения химического сродства. Один из них был предложен Я. Вант-Гоффом и осповывается на знании величины константы равновесия обратимой реакции и концентрации реагирующих веществ. [c.161]

Табл. 12 содержит несколько значений свободной энергии Гиббса, рассчитанных двумя методами. В случае К. , например, при 1000° К наше определение G оказывается ошибочным па 281 кал моль. Более серьезная ошибка приблизительно в 2000 кал обнаруживается для окисп углерода при 3000° К. Нам, однако, не придется применять столь высокотемпературные значения для расчета химического равновесия с участием данного соединения, так как реакции тииа 2СО + О2 2С0г и СО+Н2О П СО2 + Н2 изучались экспериментально в области более низких температур, а именио в области 960— 1820° К. [c.389]

При определенных условиях проведения химического процесса может оказаться, что адсорбционно-химическое равновесие может быть нарушено сразу в нескольких стадиях каталитической реакции, т. е. скорости адсобции или десорбции соизмери2иы со скоростью химической реакции на поверхности. В таких случаях пользуются методом квазистационарных концентраций поверхностей. [c.747]

Что касается химических свойств веществ, содержащих разные изотопы одного элемента, то они также не идентичны. Несколько различаются энергетические эффекты реакци ) с участием разных нзоюиов, что ведет к различию в величинах ь/я. Н-стант равновесия для реакций одного вида. Поэтому, если в ка-кой-то реакции реагируют вещества одинакового элементарного состава, но содержащие разные изотопы одного элемента, то продукты реакции могут обогащаться одними изотопами л обедняться другими. Многократно повторяя реакцию,. можно получить высокую степень обогащения одним изотопом кми даже практически чистый изотоп. Так, при электролизе водного раствора щелочи на катоде восстанавливается преимущественно протий, а остаток слегка обогащается дейтериелт, 3 этом состоит промышленный способ получения тяжелой волы. [c.21]

В тех случаях, когда помимо фазового равновесия учитывается и равновесие нескольких химических реакций, расчет значительно усложняется. Наиболее простые примеры подобного рода рассмотрены в гл. 10. Ренон [586] приводит основные положения программ ЭВМ для расчета равновесия пар — жидкость при наличии летучих электролитов (СО2, SO2, H2S). [c.454]

Для получения оптимальных конструкции и рабочей характеристики турбины необходимо точно знать свойства газа, на котором работает турбина его показатели должны отличаться высокой воспроизводимостью. При сравнительно низких температурах, характерных для газовой турбины при продолжительности реакции несколько миллисекунд, химическое равновесие обычно не достигается. Поэтому термодинамические расчеты уже не могуэ дать достаточно надежных сведений о составе газа. Состав и свойства газа определяются кинетикой химической реакции в сочетании с процессами массо- и теплообмена. Химические и физические свойства топлива и конструкция камеры сгорания в своем сочетании совместно определяют протекание процесса гетерогенного сгорания и свойства образующегося газа. Поэтому при разработке ракетных топлив большое значение приобретает экспериментальное изучение сгорания смеси с повышенным содержанием горючего. [c.106]

Правило Гиббса применимо как к системам, в которых все вещества находятся в химическом равновесии, так и к системам, в которых одно или несколько веществ находятся в метастабильном равновесии. В последнем случае, как показали Пригожин и Дефэй [192], число действительно протекающих реакций будет меньше числа, определяемого по критерию Бринкли. Это значит, что критерий Бринкли применим лишь тогда, когда все вещества, входящие в систему, находятся в химическом равновесии. Во всех остальных случаях этот критерий, [c.24]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология