Введение. Курсовой проект

Курсовой проект

Расчет изменений экстенсивных свойств в результате

Протекания химических реакций

Студент Подгорных Е.

Преподаватель Брусницына Л.А.

Екатеринбург

Введение

Тема курсовой работы - расчет изменений экстенсивных свойств системы в результате протекания химической реакции - является одной из основных тем физической химии. Умение рассчитать эти изменения при различных температурах имеет большое практическое значение.

Все свойства системы можно разделить на два больших класса по наличию или наоборот отсутствию у них признака аддитивности. Интенсивными называются свойства, значение которых не зависит от массы (удельные свойства, температура, давление и т.д.), экстенсивными называются те свойства, значение которых зависит от массы системы (масса, объем, энергия, энтальпия) [1].

Химическое превращение - это процесс преобразования одних компонентов в другие. При этом происходит изменение чисел молей компонентов. В самом общем случае возможно изменение чисел молей компонентов как за счет массообмена с окружающей средой (), так и за счет процессов внутри системы - химического превращения (), поэтому общее изменение чисел молей может быть найдено:

(1)

Если =0, это означает, что химического превращения в рассматриваемой системе нет, если в системе идет химическое превращение.

Если рассматривать закрытую систему, то в ней нет массообмена с окружающей средой, то есть (2)

Рассмотрим смесь нескольких компонентов (в закрытой системе), среди которых возможно протекание химической реакции, описываемой уравнением:

(3)

Множители ν_i, ν₂, … ν_kперед символами химических элементов или соединений называются стехиометрическими коэффициентами компонентов 1,2,... k. Сами компоненты принято называть исходными веществами, если они стоят в уравнении реакции слева, и продуктами реакции, если они расположены в уравнении реакции справа. Принято учитывать стехиометрические коэффициенты в уравнениях термодинамики с положительным знаком для продуктов реакции, и с минусом для исходных веществ.

Из закона определительных соотношений следует, что изменения количеств реагирующих веществ в молях пропорционально стехиометрическим коэффициентам.

Для описания равновесий в системах с химическим превращением используют глубину реакции, обозначаемую греческой буквой ξ (кси) и определяемую из выражения:

(4)

где величина - изменение числа молей компонента k в результате химического превращения (5)

Здесь - число молей компонента kв любой момент времени, кроме начального; - число молей компонента kв начальный момент времени, когда химического превращения еще нет и глубина реакции ξ равна нулю.

Если количество молей исходных веществ, равное их стехиометрическим коэффициентам, перешло в такое количество молей продуктов, которое тоже равно стехиометрическим коэффициентам, то говорят, что реакция совершила один пробег, а математически это можно записать, что ξ =1. Размерность глубины реакции, таким образом, соответствует [ξ]= моль.

Величину приращения глубины реакции можно представить как

(6)

Дата добавления: 2015-07-08