Равновесие химических реакций

Равновесие химических реакций

Термодинамические расчеты ХТП

Физико-химические закономерности ХТП

При проектировании технологических процессов очень важны ТД расчеты хим реакций. Они позволяют прийти к выводу:

1. о принципной способности данного хим. перевоплощения;

2. за ранее избрать условия проведения процесса;

3. найти сбалансированный состав товаров;

4. высчитать на теоретическом уровне достижимые степени перевоплощения начальных веществ и выходы товаров;

5. энерго эффекты: теплота Равновесие химических реакций реакции, теплота конфигурации агрегатного состояния, что нужно для составления энергетических балансов и найти энергетических издержек.

ТД система именуется однородной, если во всех частях системы характеристики схожи. Совокупа физических параметров рабочего тела (либо ТД система) в рассмотренных критериях именуется состоянием тела (либо системы). Величины, характеризующие состояние ТД системы именуют Равновесие химических реакций ТД параметрами (давление, температура, удельный объем, плотность, молярный объем, удельная внутренняя энергия и т.д.)

ТД характеристики делят на экстенсивные и насыщенные.

Экстенсивные – величины, пропорциональные массе (количеству вещества) рассматриваемого рабочего тела либо ТД системы (объем внутренняя энергия энтальпия, энтропия и т.п.), владеющие свойством аддитивности – способность суммирования.

Насыщенные Равновесие химических реакций – не зависят от массы ТД системы, они служат ТД параметрами состояния (температура, давление, а так же экстенсивные величины, отнесенные к единице массы, объема, количества вещества.)

Настоящие характеристики состояния – только насыщенные.

Изменение насыщенных характеристик для ускорения ХТП именуется интенсификацией.

Равновесие хим реакций

Представление о том, как глубоко может протекать хим реакция, можно получить на Равновесие химических реакций основании данных о равновесии этой реакции. Условия заслуги равновесия имеют огромное практическое значение, так как ими определяется полнота использования сырья. Под воздействием подвода либо отвода энергии в форме теплоты либо работы происходит изменение состояния ТД системы (значений ТД характеристик) называемое ТД процессом. Процессы, представляющие из себя непрерывный ряд Равновесие химических реакций сбалансированных состояний именуют сбалансированными. При всем этом сбалансированным считают состояния, в которое приходит система при неизменных наружных критериях, характеризуемое неизменностью во времени ТД характеристик и отсутствием в системе потоков вещества и теплоты.

Устойчивое равновесие характеризуется последующими общими критериями:

1. неизменностью сбалансированного состояния системы во времени при неизменных наружных Равновесие химических реакций критериях;

2. подвижностью равновесия (самопроизвольным восстановлением состояния равновесия после снятия наружного воздействия, вызванного отличия системы от положения равновесия ) (принцип Ле-Шателье)

3. динамическим нравом равновесия, т.е. установлением и сохранением равновесия вследствие равенства скоростей прямого и оборотного процессов;

4. возможность подхода к состоянию равновесия с 2-х обратных сторон;

5. наименьшим значением энергии Гиббса G в Равновесие химических реакций изобарно-изотермических и энергии Гельмгольца F в изохорно-изотермических процессах (dG=0, d2G>0, dF=0, d2f>0)

Хим реакции, обычно, обратимы: вместе с хим взаимодействием меж начальными субстанциями (ровная реакция) протекает взаимодействие и меж продуктами (оборотная реакция). По мере протекания процесса скорость прямой реакции миниатюризируется, а скорость оборотной Равновесие химических реакций реакции возрастает; в некий момент времени скорости прямой и оборотной реакций становятся равными – наступает состояние хим равновесия. Хим равновесие характеризуется неизменностью числа молекул веществ, составляющих хим систему, при постоянных наружных критериях. Потому что условием равновесия при неизменных Т и р служит минимум энергии Гиббса (dG=0), то в критериях хим равновесия Равновесие химических реакций должно также соблюдаться равенство

где μj- хим потенциал компонента J; nj- количество компонента J (моль).

Понятно, что хим потенциалом именуется величина

Большая положительная величина μ показывает на высшую обскурантистскую способность частиц.

Закон действующих масс (закон сбалансированных концентраций)

Кинетический вывод ЗДМ на примере гомогенной реакции

аА+вВ=rR+sS

Скорость прямой реакции пропорциональна произведению концентраций начальных Равновесие химических реакций реагентов А и В:

ωпр=k1·CAa ·CBb,

а скорость оборотной реакции – произведение концентраций товаров R и S:

ωобр=k2·CRr·CSs.

Степени – стехиометрические коэффициенты компонент в хим уравнении. В момент хим. равновесия:

k1·CAa ·CBb = k2·CRr·CSs

выражение ЗДМ (отношение констант скоростей, называемое константой равновесия)

где , …– сбалансированные Равновесие химических реакций концентрации

Как надо из выражения, const равновесия не находится в зависимости от концентрации, т.к. изменение концентрации 1-го из участников реакции вызовет такие конфигурации концентр всех других веществ, что kc сохранит свое числовое значение. Т.о. основное значение ЗДМ заключается в том, что он устанавливает связь меж сбалансированными концентрациями всех Равновесие химических реакций реагирующих веществ.

Для реакций, протекших в газовой фазе, константу равновесия выражают через парциальные давления:

Pi=Ni·p- парциальное давление (из з-на Дальтона)

Ni- молярные толики

Т.к. в согласовании с уравнением состояния ид. газа

Ур-е Менделеева-Клайперона

, можно выразить

где ∆n=(r+s)-(a+b), если все участники реакции – газообразные вещества. Если ∆n Равновесие химических реакций=0 (a+b)=(r+s) (другими словами ∆ V=0), получаем: kc=kp при ∆n=0.

Константу равновесия можно выразить также через отношение молярных толикой Ni, участников реакции: ,

либо через их количество ni (моль):

Для реальных систем константу равновесия выражают через :

летучести f

активности a .

При маленьких давлениях при всех температурах:


rastorzhenie-trudovogo-dogovora-s-gosudarstvennimi-sluzhashimi.html
rastorzhenii-trudovogo-dogovora-1-glava.html
rastorzhenii-trudovogo-dogovora-7-glava.html