ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнение изотермы химической реакции из "Введение в теорию горения и газификация топлива" О возможном направлении процесса в реагирующей системе и о том как далека эта система от состояния равновесия, можно легко судить по уравнению изотермы химической реакции. При помощи этого уравнения, как это будет показано ниже, можно установить закон изменения химического равновесия с изменением температуры. [c.15] Пользуясь ящиком Вант-Гоффа, определим максимальную работу реакции получения двух молей водяных паров из кислорода и водорода цри определенных исходных концентрациях этих газов. [c.16] Уравнение (2.8) определяет ту максимальную работу, которую может дать химическая реакция, протекающ ая обратимо и изотермически при заданных исходных концентрациях веществ, участвующих в реакции. [c.17] Это уравнение называется уравнением изотермы хими-[V ческой реакции. [c.17] Для газовых реакций при применимости законов идеального газа значения А и Ар равны между собой. [c.17] Знак максимальной работы указывает направление течения химической реакции. Наиример, если, подставив в уравнение (2.8) или (2.9) значения констант равновесия и значения концентраций реагирующих веществ, получим положительное значение максимальной работы, это укажет нам на недостаток конечных продуктов и избыток исходных веществ по сравнению с равновесными и на возможность самопроизвольного протекания реакции в прямом наиравлении. [c.17] Величина максимальной работы указывает на то, как далеко реагирующая система находится от состояния равновесия. Максимальная работа тем больше, чем дальше от состояния равновесия находится система. По мере ириближения системы к равновесному состоянию эта работа уменьшается и становится равной нулю А = Ар = 0), когда система находится в равновесном состоянии. [c.17] Лс-Шательо (1885 г.), а затем Браун (1886 г.) сформулировали общий принщш, отражающий в качественной форме влияние изменения внешних условий на положение равновесия,— принцип смещения равновесий, сущность которого заключается в следующем. [c.18] Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя температуру, давление, концентрацию одного или нескольких компонентов и др., то в системе усилится самопроизвольно то из направле-НН11 процесса, которое ослабляет это воздействие, при этом по л ожени и е равновесия сместится в том же направлении. [c.18] Поскольку химическое равновесие динамическое, то смещение равновесия возможно лишь, когда изменение условий равновесия неодинаково влияет на скорость прямой п обратной реакции. Нарушение равенстна скоростей и вызывает смещение равновесия в повое положение, при котором снова наступает равенство скоростей прямой и обратной реакций. [c.18] Прямая реакция СО2 + С = 2С0 — эндотермическая, обратная 2С0 — СО2 + С - - экзотермическая. Повышение температуры системы усилит протекание прямой реакции и равновесие сместится в сторону образовання больших количеств СО и меньших СО2. С понижением температуры, наоборот, увеличится скорость обратной реакции, равновесие сместится в сторону образования больших количеств СО2 и меньших СО. [c.18] Если реакции сопровождаются увеличением или уменьшением объема, то с повышением давления увеличивается скорость той реакции, которая ослабляет это внешнее воздействие, т. е. реакции, идущей с уменьшением объема. Рассматриваемая реакция восстановления углекис.ноты состоит из прямой реакции, текущей с увеличением объема, и обратной реакции, текущей с уменьшением объема. Повышение давления в этой равновесной системе вызовет усиление скорости обратной реакции, новое равновесие наступит при больших концентрациях СО2 и меньших концентрациях СО. [c.18] Уравнения (2.10) и (2.11) называются уравнениями Гиббса-Г ельмгольца. Они выражают связь между тепловыми эффектами химических реакций и максимальной работой. [c.19] Воспользуемся уравнениями Гиббса-Гельмгольца и уравнениями изотермы химической реакции и найдем зависимость константы равновесия от температуры. [c.19] Уравнение (2.12) называется уравнением изохоры, а уравнение (2.13) — уравнением изобары химической реакции. Эти уравнения устанавливают связь константы равновесия с температурой и тепловым эффектом реакции. [c.20] Уравнения изохоры и изобары химической реакции имеют большое практическое значение для расчета равновесий в системах при различных температурах, если известен тепловой эффект реакции. Наоборот, если известна зависимость константы равновесия от температуры, то можно вычислить тепловой эффект реакции. [c.20] Для возможности использования уравнений (2.12) и (2.13) их необходимо проинтегрировать. [c.20] Вернуться к основной статье