ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Константа равновесия из "Техно-химические расчёты Издание 2" Выше на основе закона действующих масс было показано, что при состоянии равновесия отношение произведения концентраций исходных веш,еств к произведению концентраций продуктов реакции есть величина постоянная, т. е. [c.229] Для данной реакции К при определенных условиях (давлении и температуре) является величиной постоянной. [c.229] Зная величину константы равновесия, по этому уравнению можно подсчитать максимальный выхрд того или иного продукта реакции, т. е. выход его в момент равновесия. Поэтому уравнение (98) получило очень широкое применение в практике техно-химических расчетов различных областей производства. [c.229] Наибольшее практическое значение в расчетах газовых систем имеет константа равновесия Кр, так как зная общее давление, при котором протекает реакция, наиболее просто вести подсчет компонентов газовой смеси в парциальных давлениях при расчетах равновесных состояний в жидкой фазе чаще всего пользуются константой Кс, а также /С . [c.231] Применяя константу равновесия к вычислениям равновесного состава той или иной химической реакции и пользуясь значением константы из справочников, необходимо всегда иметь в виду, для каких единиц измерения она рассчитана, т. е. является ли константа Кд, Кр или Кп- В соответствии с этим при расчете нужно брать концентрацию веществ, выраженную соответствующим образом. [c.231] Если реакция идет без изменения объема, т. е. когда общее число молей прямой реакции равно числу молей обратной реакции, т. е. [c.231] Как уже было указано выше, константа равновесия для каждой реакции при определенной температуре есть величина постоянная. Следовательно, зная величину К, можно вычислять количества веществ в равновесных состояниях данной реакции, а отсюда—и максимальные выходы интересующих нас продуктов реакции (для данных условий). Но эти вычисления будут справедливы лишь в том случае, если данная реакция достигает своего равновесия. Таким образом, если на основании значений К мы подсчитаем выход продуктов, то для данных условий протекания реакции получим максимальное значение его. [c.231] Как уже было указано выше, скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ. Вначале она для прямого процесса максимальная и, подходя к равновесию, постепенно уменьшается. [c.232] Р = 1 ата максимальный выход СО (выход в момент равновесия) получается через несколько минут. В зависимости от времени количество СО в газе для определенных условий определится из кривой скорости реакции (рис. 30). Если время пребывания СОц в зоне угля при 1100° С равно 2 сек., то выход СО равен 20%, через 3 сек.— 30%, через 5 сек.—50%, через 10 сек. — 75,5%, через 25 сек. 95%. через 1 мин.—98% и т. д. . [c.232] Отсюда ясно, что если в данном случае СО. при 1100°С-держать над углем в течение такого количества времени, которое достаточно для достижения равновесия (несколько минут), то производительность аппарата (генератора) будет очень низка (меньше 3,2 м сек СО). Наибольшей же она будет тогда, когда время пребывания СО,, в зоне угля, т. е. время контакта Og с углем, будет 5 сек. Таким образом, для этой реакции равновесный (максимальный) выход дает слишком низкую производительность наилучшая производительность будет тогда, когда реакция достигнет своего равновесия примерно на 50%. [c.233] Следовательно, в данном случае выгоднее работать с объемными скоростями между 1 ООО и 2 ООО л1час, так как при стремлении достичь полного равновесия уменьшением скорости прохождения смеси через аппарат мы будем понижать производительность его. [c.234] Из приведенных примеров ясно, что в практической работе с целью получения максимальной производительности аппарата необходимо в каждом случае найти свою оптимальную скорость прохождения реагирующих веществ через реакционную зону. При этом оптимальную скорость для данной реакции необходимо всегда сочетать соответственным образом с температурным режимом аппарата, с режимом давления, свойствами катализатора и т. п. Все эти, а также другие факторы, зависящие от конкретных условий производства, от типа аппарата, его конструкции и т. п., и определяют собой то время пребывания реагирующих веществ в зоне реакции, которое обеспечивает наилучшую его производительность. [c.234] Для теоретического подсчета скорости протекающей в каком-либо аппарате реакции, для установления оптимального режима аппарата требуется знать температурную зависимость этой скорости или, в конечном итоге, выход продуктов (процент достигнутого равновесия) в зависимости от времени пребывания газа в реакционной зоне. Отметим, однако, что указанная зависимость для практических условий работы промышленных установок изучена далеко недостаточно, особенно для реакций, которые протекают в присутствии катализаторов. [c.234] В обоих случаях в числителе стоит концентрация веществ, которые реагируют с положительным тепловым эффектом. [c.235] Почти все подобного типа реакции разложения протекают с поглощением тепла. [c.235] Эти давления называются также упругостью диссоциации соответствующего соединения металла, а константы равновесия — константами термической диссоциации или просто константами диссоциации. Упругость диссоциации некоторых соединений металлов приведена в форме графика на рис. 31. [c.236] В этом случае согласно принятым нами условиям обозначения Кр м Кп (см. выше) константа диссоциации будет представлять собой обратную величину константы равновесия, если подобные реакции разложения протекают с поглощением тепла, и будет равна константе равновесия, если реакция протекает с выделением тепла. [c.237] Наряду с этим константы диссоциации окиси азота (2М0 = N3 -]-+ Од9) и иодистого водорода (2Ш = Лд- -Нд +9 ) будут представлять собой то же, что и константы равновесия этих реакций разложения, т. е. [c.237] На это при технических расчетах следует обращать особое внимание, так как авторы многих учебников и учебных пособий полностью отождествляют константы равновесия с константами диссоциации реакций, протекающих в газовой фазе. [c.237] Вернуться к основной статье