ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Константы равновесия и расчет равновесных степеней превращения из "Основы химической технологии" Здесь т и V — число молей вещества и объем реакционной смеси. [c.46] Здесь v — алгебраическая сумма стехномстрических коэффициентов при реагентах и при продуктах реакции, При этом коэффициенты при продуктах реакции — положительные, а при исходных реагентах принимаются со знаком минус. [c.46] Значения констант равновесия для различных реакций приведены в справочных пособиях. [c.46] При этом принимается, что в диапазоне изменения температуры от fi до 2 тепловой эффект не изменяется. [c.46] Константы равновесия в той или иной форме входят в состав многих кинетических уравнений. Значения констант равновесия используют главным образом для расчета составов равновесных смесей и определения максимально возможных степеней превращения Хмакс = X или выходов продукта Ф. [c.47] Если численные значения констант равновесия зависят только от природы реагентов и температуры, то иа равновесные составы, степени превращения и выходы продуктов влияет не только температура, но и давление, концентрация исходных веществ, наличие примесей, разбавителей. Качественно влияние этих параметров определяет известный принцип Ле Шателье, согласно которому в системе, выведенной внещним воздействием из состояния равновесия, происходят изменения, направленные к ослаблению воздействий, выводящих систему из равновесия. [c.47] для экзотермических процессов повыщение температуры должно привести к изменениям в системе, которые обеспечили бы уменьшение тепловыделения. Этому отвечает уменьшение равновесной степени превращения исходных веществ, т. е. сдвиг равновесия влево, в сторону образования исходных веществ. Эндотермическим процессам отвечает обратная картина (рис. 3.1). Для газофазных процессов, протекающих с повышением объема, увеличение давления будет приводить к уменьшению равновесной степени превращения или сдвигу равновесия влево. Если в процессе превращения число молей реагирующей смеси уменьшается, то увеличение давления должно вызвать такое изменение в равновесной смеси, которое бы компенсировало внешнее воздействие, т. е. должна увеличиться степень превращения, что приведет к уменьшению числа молей смеси и падению давления (рис. 3.2). [c.47] В рассмотренных случаях степень смещения равновесия зависит от абсолютного значения теплового эффекта реакции и от относительного изменения объема реакционной смеси. Чем больше АН, тем значительней влияние температуры. Чем больше относительное изменение объема реакционной смеси ед (см. разд. 3.2.1), тем сильнее сказывается увеличение давления на сдвиг равновесия. [c.47] В соответствии с принципрм Ле-Шателье введение в равновесную систему дополнительного количества какого-либо компонента сдвигает равновесие в направлении уменьшения его концентрации. Поэтому избыток одного или нескольких исходных веществ способствует увеличению степени превращения других веществ, смещая равновесие вправо. Дополнительное введение продуктов реакции вызывает смещение равновесия влево. Удаление продуктов реакции из смеси позволяет более глубоко проводить химическое превращение. Эти обстоятельства широко используют в промышленности. Так, при окислении оксида серы(IV) в производстве серной кислоты реакцию проводят с избытком кислорода, добиваясь более полного окисления ЗОг (рис. 3.3.), а между двумя последова-тельныд1и стадиями окисления выводят путем абсорбции из реакционной смеси оксид серы(VI), что позволяет еще более повысить степень превращения оксида серы (IV). [c.48] Введение в равновесную смесь инертного газа при постоянном давлении приводит к уменьшению парциальных давлений реагентов и, таким образом, эффект разбавления подобен эффекту уменьщения общего давления в системе. [c.48] Для количественной оценки влияния температуры, давления, концентраций, коэффициента избытка одного из реагентов и концентрации разбавителя используют соотношения между константами равновесия, равновесным составом и равновесной степенью превращения. Эти соотношения для каждого конкретного случая получают путем решения системы уравнений, задаваемых константами равновесия, и уравнений стехиометрического баланса. Вид формул, связывающих константы равновесия, равновесный состав и равновесную степень превращения, зависит ог тина реакции. Как правило, мольные доли компонентов равновесной смеси связывают с числом молей исходного вещества, прореагировавшего к моменту равновесия, или со степенью превращения исходного вещества Хр. Число молей каждого из реагирующих веществ в исходной смеси может б 1ть произвольным. Обычно при расчетах исходят из 1 моль основного реагента и определяют число молей других веществ. [c.48] Определив из уравнения (3.59) значение у и подставив его в (3.58), можно рассчитать состав равновесной смеси. [c.49] Аналогично получают уравнения, связывающие константы равновесия и равновесные степени превращения для различных мольных соотнощений реагентов. [c.49] Вернуться к основной статье