Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2018-01-29 | 442 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
(практическое задание №3)
Цель работы: расчет равновесных составов и окислительно-восстановительных свойств газовых атмосфер при высоких температурах.
Основными газовыми реакциями в металлургических процессах являются реакции горения СО и Н2.
(3.1)
(3.2)
Термодинамические потенциалы этих реакций имеют вид:
(3.3)
(3.4)
Для реакций (3.1, 3.2) константы равновесия определяются по формулам.
(3.5)
(3.6)
Влияние давления на равновесие определяем на основе парциальных Pi компонентов и числа молей:
(3.7)
Для определения числа молей можно использовать степень диссоциации a (отношение числа распавшихся молей к исходному числу). Допустим, что 1 моль СО2 (реакция 1) диссоциирует на a молей СО. Тогда образуется 0,5a молей О 2 и остаток нераспавшихся молей CO2 равен 1–a. Суммарное число молей может быть выражено для реакций (3.1) и (3.2) следующим образом:
(3.8)
Тогда из (3.7) можно определить парциальные давления каждой фазы
(3.9)
(3.10)
(3.11)
После подстановки (3.9…3.11) в уравнение (3.5) получим, что константа равновесия определяется как
(3.12)
При температурах Т £ 2273 К считается, что для вышеописанных реакций a << 1. В этом случае
(3.13)
Для оценки окислительно-восстановительных свойств газовой фазы используют химический потенциал киалорода, определяемый как
(3.14)
С учетом (3.5) можно получить П 0, выраженное через парциальные давления и :
(3.15)
(3.16)
где DG1 – потенциал (3.3); R – газовая постоянная; П 0 – химический потенциал кислорода.
Аналогично запишем для реакции (3.2):
(3.17)
Если исходный фазовый состав газовой фазы отличается от равновесного, то направление превращений определяют с помощью уравнения изотермы реакции:
(3.18)
где .
Если D G < 0, то превращения должны происходить слева направо.
|
Если D G > 0, то превращения происходят в противоположном направлении. При D G = 0 наступает равновесие.
Примеры расчета
(практическое задание №3)
Постановка задачи 1. Определить направление реакции взаимодействия (3.1) при Т = 2273 К при исходном составе газовой фазы 70 % СО2, 20 % СО и 10 % О2. Найти константу равновесия при Р = 1.
Решение.
По уравнению (3.18) определили D G, учитывая (3.3)
(3.19)
Так как D G < 0, то реакция идет в сторону образования СО 2 с горением СО.
Константа равновесия определятся как
Постановка задачи 2. Определить равновесный состав газовой фазы, образующейся в результате диссоциации СО 2 при Т = 2273 К и Р = 1. Определить кислородный потенциал газовой фазы.
Решение.
Реакция имеет вид (3.1). Задача сводится к определению парциальных давлений (3.9…3.11). Однако предварительно вычислив a (степень диссоциации), воспользовавшись (3.13) и значением константы равновесия, вычисленной из предыдущей задачи, получим:
Подставляя a в(3.9…3.11), получим следующие парциальные давления:
Таким образом, состав газовой фазы будет следующим:
90,4 % СО 2 + 6,4 % СО +3,2 % О 2
Кислородный потенциал газовой фазы рассчитываем с помощью (3.14)
|
|
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
© 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!