химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

авочные ко-ЭФФИЦИЕНТЫ /,; Д— сложная функция концентрации компонен-Та с„ а также концентраций остальных компонентов (в некоторый момент времени), температуры и давления (слабая зависимость) ; Д называют коэффициентом активности. Произведение

256

Химическая термодинамика

Химические и фазовые равновесия

257

коэффициента активности и концентрации называют активно, стью а,. Произведение fi и парциального давления Pi называют летучестью. Коэффициент активности в газовых системах мож. но рассчитать из уравнения состояния реального газа или реальной газовой смеси. Важное значение имеют также коэффициенты активности растворенных компонентов. Теория Дебая — Хюккеля дает возможность рассчитать коэффициенты активности в области концентрации примерно до 10~2 моль/л (гл. 31.4). Их можно также определить из данных о равновесии между раствором и растворенным веществом и измерений э, д. с. гальванической цепи (гл. 30.4).

23.3. Применение закона действующих масс

к гомогенным и гетерогенным процессам

23.3.1. Гомогенная газовая реакция

2НгО -г—f 2Н, + 02

При достаточно высокой температуре эта реакция происходит в газовой фазе и сопровождается изменением числа молей. Если реакция протекает слева направо, то вступают в реакцию 2 моля, а образуются 3 моля. При постоянном давлении объеч системы увеличивается на RTIp на каждый моль прореагировавшего вещества. Закон действующих масс для этой системы запишется следующим образом:

V3 = 0>Voa/P2H2o) (302)

Выразим парциальное давление через общее давление и мольные доли:

K/3 = p(x\-x0Jx\0) (303)

Таким образом, уравнение (303) определяет зависимость равновесия от давления. Если давление увеличивается, то дробь, в которую входят мольные доли газов, должна уменьшаться, чтобы Кррз осталась постоянной. Поэтому знаменатель в дроби должен увеличиться, т. е. равновесие сместится в сторону образования водяного пара. Это можно пояснить еще следующим образом: при повышении давления равновесие смещается таким образом, чтобы реагирующая система заняла меньший объем, а давление снизилось. Иначе говоря, система стремится скомпенсировать внешнее воздействие (в данном случае давление). Из такого поведения системы следует правило Ле Шателье — Брауна, представляющее собой одну из первых качественных формулировок, предшествовавших второму закону термодинамики.

23.3.2. Гетерогенная химическая реакция

CaCOs = СаО + С02 (304)

Это реакция обжига известняка; она является примером гетерогенной реакции — присутствуют две твердые фазы. Поскольку в газовой фазе содержание в мольных долях твердых компонентов равно 1, то

V = Pco2 (305>

Поэтому над двухфазной системой из СаО и СаС03 устанавливается постоянное давление СОг. С увеличением давления диоксида углерода равновесие смещается влево. Зависимостью константы Кррз от давления, которая определяется слабой зависимостью химических потенциалов СаО и СаС03 от давления, практически можно пренебречь.

23.3.3. Гетерогенная реакция в жидкой фазе

2Ag + Hg2Cl2 *=i 2AgCl + 2Hg (306)

В этой реакции принимают участие только конденсированные фазы — три твердые и одна жидкая. Реакция может протекать в гальванической ячейке, если соединить между собой каломельный и хлорсеребряный электроды (разд. 30.5). Закон действующих масс для этой реакции запишется следующим образом*:

К= 1 (307)

Однако рассчитанная из экспериментальных данных для 25°С константа равновесия оказывается равной 5,8. Это значение не согласуется с теорией [уравнение (307)]. Очевидно, система не может прийти к равновесию и всегда находится вдали от него. Реакция идет в одном направлении до тех пор, пока не израсходуется одно из веществ, стоящих слева в уравнении реакции. Такое поведение системы часто наблюдается для гетерогенных реакций, которые не доходят до состояния равновесия, а заканчиваются, как только израсходуется одно из исходных веществ. В случае реакции (304) также может оказаться, что при небольшом количестве СаС03 это вещество израсходуется раньше, чем будет достигнуто состояние равновесия.

23.3.4. Равновесная реакция фазового превращения

Рассмотрим, например, равновесный процесс испарения воды

Н,0 (жидк.) ,=t Н,0 (газ) (308)

* В уравнение закона действующих масс можно подставлять только Равновесные концентрации веществ. Для реакции (306) в равновесном состоянии концентрация по крайней мере одного нз исходных веществ должна быть значительно меньше 1, что и соответствует указанному опытному значению константы равновесия, т. е. тому, что реакция идет практически до конца слева направо. Соотношение (307) соответствует условию AG°p<0. —' ''Рим. перев.

|7—2027

Е28

Химическая термодинамика

Химические и фазовые равновесия

2S9

В данном случае как жидкость, так и газ представляют собой индивидуальное вещество. Тогда закон действующих масс можно записать в следующем виде:

V3 = PH,O (309)

В системе присутствует жидкая фаза, поэтому Kvv3 зависит практически только от температуры и пренебрежимо мало зависит от давления. Уравнение (309) является

страница 90
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
лесные участки у воды
наклейки на маз
нервная система малого таза
картотека 20 вдвижныхх

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.08.2017)