Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Расчет равновесного состава газовой смеси




 

При протекании гомогенной обратимой реакции в газовой фазе после установления химического равновесия в системе будут присутствовать как продукты реакции, так и исходные вещества. Зная уравнение химической реакции, величину константы равновесия и начальные концентрации реагентов, можно рассчитать равновесные концентрации всех веществ. Их величины будут зависеть от температуры и давления.

Необходимо отметить, что в достаточно широкой области давлений и температур газовые смеси можно считать идеальными и проводить расчеты равновесного состава газовой смеси, считая коэффициент фугитивности gi @ 1.

Реакции в газовой фазе протекают в относительно широком интервале температур и давлений. Константы равновесия для каждой конкретной реакции, как правило, рассчитываются с использованием табличных значений термодинамических функций реагирующих веществ для определенных температури давлений.

Пусть протекает обратимая газовая реакция nAA + nBB ÛnDD + nEE. С использованием термодинамических характеристик реакции (DrG0(T),DrH0(T),DrS0(T)) рассчитывается стандартная константа равновесия К0(Т) для определенной температуры Т:

.

Из стандартной константы равновесия К0(Т) рассчитывают константы равновесия КX(Т, p) и Кр(Т). Отметим, что величина КX(Т, p) зависит от давления, а Кр(Т) не зависит:

, ,

где р0 = 1,013×105 Па – стандартное давление; Dn= (nD + nE)–(nA + nB) –изменение числа молей в ходе реакции.

Расчет равновесного состава продуктов реакции для изобарного процесса проводят с использованием мольных долей (Xi) и соответственно КX, а для изохорного процесса с использованием парциальных давлений реагентов (рi) и соответственно Кр.

Рассмотрим расчет равновесного состава продуктов реакции, протекающей при постоянном давлении.

Пусть в начальный момент времени в системе содержится соответственно nA, nB, nD, nE молей реагентов и к моменту наступления равновесия прореагирует x молей вещества А. Тогда в результате реакции число молей исходных веществ и продуктов изменится и станет равным соответственно nA- x, nB- , nD+ , nE+ .

Мольная доля i-го вещества в равновесной смеси равна:

,

где Sni – суммарное число молей всех веществ в системе в состоянии равновесия,

Sni =(nA- x)+( nB- )+( nD+ )+( nE+ ).

Константа равновесия данной реакции

Подставив в константу равновесия соответствующие выражения для мольных долей реагентов, получим уравнение с одним неизвестным x. Его решение позволяет рассчитать равновесный состав газовой смеси.







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 1109. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.016 сек.) русская версия | украинская версия