ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическое равновесие а гомоген, ных системах из "Физическая химия изд №2" Процессы, заключающиеся в превращении одной фазы данного вещества в другую фазу того же вещества и, следовательно, протекающие без химических реакций, называются ф аз овыми превращениями (плавление, возгонка, полиморфные превращения). [c.44] Основной характеристикой фазового превращения является температура, при которой фазы находятся в равновесии. Эта температура зависит от,давления. Так, температура плавления льда или температура перехода а-железа в его -модификацию меняются в зависимости от давления. При данной температуре давление насыщенного пара (в равновесии с жидкостью) имеет вполне определенную величину. Состояние равновесия определяется связью между равновесной температурой и равновесным давлением. [c.44] Хотя при фазовом превращении объем изменяется, давление остается постоянным. Например, при испарении жидкости, происходящем при постоянной температуре, давление пара не изменяется. Поэтому производная в левой части последнего уравнения является полной. [c.44] Аи = Эн — VI — изменение объема при переходе из начального в конечное состояние. [c.45] Естественно, что вследствие принятого допущения это уравнение дает грубо приближенные результаты и может дать удовлетворите льную кточность лишь при использовании в небольшом интервале температур, в котором величина К практически постоянна. В этом случае для получения зависимости р от Т необходимо знать две величины Я и . [c.46] Общие соотнощения, вытекающее из второго закона термодинамики, дают возможность установления условий химического. равновесия. Наиболее простым случаем является равновесие при химических реакциях, протекающих без фазовых превращений, в которых как исходные вещества, так и продукты находятся в одной фазе, например реакции между газами или реакции в растворах. [c.48] Химические реакции не протекают до полного исчезновения исходных веществ и останавливаются при достижении определенного состояния химического равновесия. С практической точки зрения важно знать, в какую сторону сдвинуто равновесие, так как это дает указания о возможности осуществления реакций, об устойчивости и максимально достижи- мом выходе конечных продуктов. Для решения подобных задач необходимо научиться характеризовать равновесие и найти параметры, от которых оно зависит. [c.48] При условии постоянства температуры и давления свободная энергий равновесной системы имеет минимальное значение. При малых отклонениях от состояния чравновесия свободная энергия не изменяется, т. е. ДО = 0. . [c.49] Таким образом, парциальные давления реагйрующи.х газов при равновесии связаны между собой определенным соотношением. Это соотношение является выражением закона действующих масс. При Постоянной температуре оно характеризуется дробью, числитель которой в общем случае есть произведение парциальных давлений веществ, образую- щихся при реакции, а знаменатель — произведение парциальных давле- ний исходных веществ. При этом показателями степеней при п рЩ1альных давлениях являются стехиометрические коэффициенты, в которых данные вещества вступают в. реакцию. При равновесии такая дробь есть величина постоянная. Она называется константой равновесия -Кр. [c.49] Константа равновесия Кр имеет размерность [атмосфера] , Ал— изменение числа молей при реакции. [c.50] Если при одной и, той же температуре газовые смеси находятся В нескольких разных сосудах под различными давлениями, то, несмотря на то что величина Хр вО, всех случаях одинакова, составы смесей могут отличаться друг от друга. Это обусловлено тем, что величина /Ср определяет лишь отношение парциальных давлений продуктов и исходных веществ, а не их абсолияные величины. Для определения последних, кроме значения Кр, необ.ходимо знать состав смеси,до начала реакции. В этом случае знание константы равновесия позволяет рассчитать выход и состав равно- весной смеси. Возможность подобных количественных расчетов определяет практич,ескую важность закона дейдтвующих масс. [c.50] Требуется определить выход аммиака и состав равновесной газовой смеси. [c.50] Описанным способом легко вычислить выход аммиака при другом дав лении. Например, при 600 атм и той же температуре 720 °С выход аммиа- ка увеличится до 74%. Опыт показывает, что при повышении темп ратуры величина /Ср уменьшается и соответственно снижается выход аимиака Таким образом, подобные расчеты позволяют выбрать параметры, при которых следует проводить процесс в производственных условиях. [c.51] При температуре 3000 С Кр = 0,27 атм)У . Приведенное уравнение ЯЛЙ, Лр может быть решено относительно а методом последовательных врнближений. При, р = 1 атм степень диссоциации близка к 0,4. [c.52] Вернуться к основной статье