Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2017-12-21 | 302 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При проведении химико-технологических процессов необходимо знать предельную теплоту протекания процесса и условия равновесия реакции. Подвижное равновесие поступает тогда, когда скорости прямой и обратной реакции становятся равными. Соотношение компонентов во взаимодействующих системах остается постоянным до тех пор, пока не произойдет изменение внешних условий: температуры, давления, концентрации реагирующих веществ. При изменении внешних условий равновесие нарушается, и в системе самопроизвольно возникают химические и диффузионные процессы – это процессы медленного проникновения или выхода одного вещества в другое вещество, в результате которых устанавливается равновесие в новых условиях.
Принцип Ле-Шателье, согласно которому в системе, выведенной из состояния равновесия, происходят изменения, направленные к ослаблению воздействий, выводящих систему из равновесия. В качестве примера рассмотрим влияние температуры и давления на некоторые обратимые экзотермические и эндотермические реакции:
(а)
Реакция (а) является обратимой экзотермической (+Q) протекает в газовой фазе без изменения объема, т.е. объем исходных веществ равен объему получаемых продуктов.
С повышением температуры равновесия этой реакции будет смещаться в сторону исходных веществ (т.е. в левую сторону) и равновесный выход водорода будет уменьшаться. Для смещения равновесия в сторону получения водорода температуру необходимо понижать. Поскольку объем реагирующей системы не изменяется, то давление в этом случае не влияет на равновесие.
Однако степень превращения одного из исходных веществ можно увеличить, взяв другое вещество в избытке по сравнению с количеством, необходимым по реакции. Применительно к рассматриваемой реакции увеличением избытка пара можно повысить степень окисления СО в и на единицу израсходованной окиси углерода (СО) получить большее количество водорода. (б)
|
Реакция (б) является обратимой, экзотермической (+Q), протекает в газовой фазе в правую сторону (прямая реакция) с уменьшением объема. На равновесие этой реакции будут влиять температура и давление. Повышение температуры по принципу Ле-Шателье будет смещать равновесие справа налево, т.е. в сторону исходных веществ, давление будет оказывать обратное действие, т.е. смещать слева направо, а следовательно, повышать и выход продукта – аммиака.
(в)
Реакция (в) является обратимой, эндотермической (-Q), протекает в газовой фазе с увеличением объема газов. По этой реакции из двух молекул исходных продуктов получают четыре молекулы конечных.
Повышение температуры вызывает смещение равновесия этой реакции слева направо и давления справа налево. Для этой реакции применяют повышенное давление, равновесие смещается в сторону получения водорода.
Зная зависимость равновесия обратимых реакций от различных факторов, влияющих на технологический процесс, можно определить условия, при которых обратимая реакция будет в большей степени направлена в сторону образования продукта реакции. А это в свою очередь позволяет установить максимально возможный выход продукта реакции при данных условиях. Помимо законов равновесия, не менее важно знать кинетику процесса: с какой скоростью протекают взаимодействия исходных веществ и каким законом они подчиняются.
Константа равновесия
Количественно подвижное равновесие характеризуется константой равновесия К, которая равна соотношению констант скоростей прямой и обратимой реакций при равновесии, т.е. когда скорости этих реакций равны. Для реакции nA+mB pD+qF скорость прямой реакции: ; скорость обратной реакции: ,
|
где и - константы скоростей прямой и обратной реакции соответственно;
- концентрации веществ А, В, D, F.
В момент равновесия , ;
Тогда константа равновесия будет: .
Для газовых реакций концентрации компонентов могут быть выражены в виде парциальных давлений, тогда .
; где - парциальное давление А, В, D, F соответственно.
Константа равновесия есть величина постоянная, зависящая от температуры и не зависящая от общего давления смеси и парциальных давлений исходных компонентов. Зависимость константы равновесия от температуры при постоянном давлении выражается уравнением Вант-Гоффа.
По константе равновесия можно рассчитать равновесные состав продуктов реакции и степень превращения при различных параметрах процесса.
Контрольные вопросы
Дополнительная литература
1. В.Е.Сороко, С.В.Вечная, Н.Н.Попова. Основы химической технологии: Л Химия, 1986
2. А.М.Кутепов и др. Общая химическая технология. - М. Высшая школа,1990.
3. Ю.А.Москвичев и др. Теоретические основы химической технологии. – М: Академия,2005.
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!