Расчет равновесного состава системы гомогенной газовой реакции

Знание константы равновесия реакции позволяет рассчитать состав равновесной смеси, то есть определить максимально возможный, или теоретический выход желаемого продукта. Для этого необходимо решить уравнение закона действия масс (или закона химического равновесия). В предположении идеального поведения газов этот закон запишется:

(63),

где под знаком произведения расположены величины, относящиеся к состоянию равновесия; причем, давление выражено как отношение парциального давления к единице размерности давления, то есть оно не имеет размерности.

Парциальное давление каждого участника реакции по закону Дальтона равно общему давлению, умноженному на мольную долю компонента, или через число молей компонентов:

(64)

Если теперь выразить числа молей всех компонентов через начальные количества и глубину реакции, то при известном общем давлении в системе и известной величине константы равновесия, будем иметь одно уравнение с одной неизвестной величиной - глубиной реакции.

(65)

Рассмотрим пример составления математического выражения для расчета состава равновесной смеси. Для некоторых реакций получаемые выражения имеют высокий, либо дробный порядок. Подобные уравнения решают либо графически, либо методами последовательного приближения.

Исследуемая нами реакция

С₂Н₄ + Н₂ = С₂Н₆

Закон действующих масс для исследуемой в данной работе реакции запишется так:

(66)

Для расчета мольных долей удобно пользоваться таблицей 6

Таблица 6

Компонент	Число молей компонента
В начальный момент времени	В момент равновесия
С2Н4	, обозначим а
Н2	, обозначим
С2Н6	0, если не указано дополнительно

Суммарное количество молей всех компонентов в момент равновесия равно:

(67)

Мольные доли всех компонентов в момент равновесия:

(68)

Привлекая (68) в выражение закона действия масс, получаем выражение для расчета равновесного состава данной реакции

(69)

Зная давление и величину константы равновесия, нетрудно определить и глубину химической реакции, а затем рассчитать равновесный состав.

Заключение.

По полученным значениям изменения энергии Гиббса в ходе реакции можно судить о протекании как прямой, так и обратной реакции. Но так как значения изменения стандартной мольной энтропии ниже нуля, то прямой самопроизвольный процесс в системе невозможен, а возможно протекание обратной реакции. Данный процесс является экзотермическим, ведь все значения изменения стандартной мольной энтальпии отрицательны.лллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллллд
Библиографический список

1. В.М.Глазов. Основы физической химии: Учебн. пособие для вузов. - М.: Высш.школа, 1981.- 456 с.

2. Методические указания к курсовой работе по физической химии для студентов химико-технологического факультета. /Степановских Е.И., Китаев Г.А., Брусницына Л.А., Зуев М.Г./ Екатеринбург 2000г.

3. Краткий справочник физико-химических величин /под ред. А.А.Равделя и А.М.Пономаревой. - Л.: Химия, 1983. - 232 с.

Дата добавления: 2015-07-08