ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет теплоты химической реакции из "Расчеты химических равновесий" Авторы уделили большое внимание расчетам теплот химических реакций, теплоемкостей, энтропий и летучестей. Кроме задач с непосредственным использованием основных законов химической термодинамики, в пособии приведены интересные примеры, показывающие различные эмпирические и приближенные методы расчетов. Например, рассмотрены расчеты теплот сгорания методами Д. И. Коновалова, Караша, инкрементов, введения поправок на замещение водорода метильными и другими группами, П. Г. Маслова, Франклина, Соудерса, Мэтьюза и Харда. Приближенные методы, играющие большую роль в инженерных расчетах химических процессов, рассмотрены для теплоемкостей, стандартных энтропий и энергий Гиббса. [c.3] Большой раздел посвящен расчетам изменения энергии Гиббса в результате химических реакций и составов равновесных смесей. Так как на практике мы часто имеем дело с неидеальными системами, то рассмотрены основные методы расчета летучестей, использование летучестей и коэффициентов активности для определения состава равновесий смеси неидеальных систем. Кроме того, описаны эмпирические методы вычисления критических параметров (метод Лидерсена, Формана и Тодеса), а также вычисление энтальпий и теплот реакций, проводимых при высоких давлениях. [c.3] В начале каждой главы дано краткое теоретическое введение, в котором рассмотрены основные формулы, необходимые для решения задач. Это введение дается только для того, чтобы напомнить основные закономерности, которые используются при решении задач, и никак не может заменить учебник по химической термодинамике. В кажд(зй главе приведен ряд примеров с подробными решениями для того, чтобы научить применять термодинамические законы и формулы к решению конкретных задач. Затем предложены задачи для самостоятельного решения. [c.3] Предлагаемый сборник составлен на опыте многих лет преподавания курса химической термодинамики на химико-технологическом факультете Московского института нефтехимической и газовой промышленности имени академика И. М. Губкина. При составлении сборника авторы использовали современный материал, опубликованный в последние годы в монографиях, справочниках по физической химии и химической термодинамике, отдельных журнальных статьях. Курс химической термодинамики студенты изучают после курса физической химии. Хотя с решением некоторых задач студенты знакомятся в курсе физической химии, однако опыт преподавания вызывает большую потребность в предлагаемом типе задачника, целеустремленно направленного на обучение методам расчета химических равновесий. Задачник будет интересен и для работников научно-исследовательских институтов и инженерор химико-технологического профиля. [c.4] Главы I и П составлены В. А. Скобло, главы П1, IV, V — А. С. Казанской. [c.4] Авторы приносят сердечную благодарность проф. В. А. Кирееву, ст. научн. сотр. А. А. Лопаткину, доц. В. П. Древингу и коллективу кафедры физической химии Белорусского государственного университета во главе с доц. А. А. Вечером за внимательный критический разбор, который способствовал улучшению качества книги. [c.4] Химические процессы протекают с выделением или поглощением тепла, которое называется теплотой реакции. Всякая химическая реакция сводится к разрушению определенного числа химических связей между атомами в молекуле и образованию новых связей. Если энергия, выделяющаяся при образовании новых связей, больше энергии, затрачиваемой на разрушение связей в исходных молекулах, то реакция сопровождается выделением тепла (экзотермический процесс) если же энергия, выделившаяся при образовании новых связей, меньше энергии разрыва связей, то реакция сопровождается поглощением тепла из окружающей среды (эндотермический процесс). Поэтому при химических превращениях изменяется внутренняя энергия реагирующих молекул. [c.5] Изменение внутренней энергии в результате химической реакции не зависит от пути, по которому протекает реакция, а зависит лишь от начального и конечного состояний системы. [c.5] Если реакция протекает при постоянном давлении, то при Т = = onst теплота ее равна изменению энтальпии в результате реакции. [c.6] Таким образом, в рассмотренных случаях (1.2) и (1.6) теплота химического процесса равна изменению функций состояния, поэтому она не зависит от пути процесса, а зависит лишь от начального и конечного состояний. [c.6] Эта реакция, как и в предыдущем примере, экзотермическая. [c.7] Необходимость писать индексы агрегатного состояния компонентов реакции вызвана тем, что теплота реакции зависит от агрегатного состояния исходных и конечных продуктов. Если в результате химической реакции изменяется агрегатное состояние, теплота ее включает и теплоту фазового перехода (теплоту испарения или конденсации, плавления или затвердевания, возгонки или конденсации). [c.7] Теплота реакции зависит от того, одинакова ли температура взятых для реакции веществ и веществ, полученных в результате реакции. Если продукты реакции, протекающей с выделением теплоты, имеют более высокую температуру, чем исходные вещества, то часть выделяющейся теплоты пойдет на нагревание исходных продуктов. Следовательно, измеряемая теплота реакции будет меньше, чем в том случае, когда температура исходных и полученных веществ одинакова. [c.7] Поэтому при измерении теплоты реакции необходимо, чтобы температура начальных веществ была точно равна температуре конечных веществ. [c.7] Для удобства дальнейших термодинамических расчетов условимся обозначать теплоту химической реакции при условии постоянства давления символом АЯ, а при условии постоянства объема— символом А1]. На практике чаще приходится иметь дело с химическими реакциями, протекающими при постоянном давлении. [c.7] Если АЯ положительна, то реакция, как уже сказано, эндотермическая. Например термический крекинг газойлей АЯ = = -Н 70 250 ккал1кг превращенного сырья,- пиролиз керосинов АЯ= -400- 500 ккал1кг платформинг А//=- -180 ккал/кг-, каталитический крекинг нефтяных фракций АЯ=-1-50- 130 ккал кг. [c.7] При чтении химической литературы на это надо обращать внимание. [c.7] Для термохимических расчетов необходимо, чтобы все теплоты реакций были отнесены к одинаковым условиям. Иначе их значения будут не сопоставимы. Это обстоятельство обусловлено тем, что теплота химической реакции зависит от температуры и в меньшей степени от давления. Обычно теплоты химических реакций приводят к стандартным условиям. Для индивидуальных твердых веществ и жидкостей в качестве стандартного принимают состояние их при 1 атм и данной температуре. Для индивидуальных газов в качестве стандартного принимают их состояние в виде гипотетического идеального газа, летучесть которого равна единице при данной температуре. Свойства индивидуальных газов при 1 атм не слишком отличаются от свойств их в стандартных условиях в расчетах, не требующих высокой точности, этим различием обычно пренебрегают. Следует обращать внимание на то, что для газовой химической реакции, проводимой в стандартных условиях, не общее давление равно 1 атм., а парциальное давление каждого из газообразных компонентов реакции. [c.8] Вернуться к основной статье