химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

рода и один моль {V^ объемов) азота соответственно (первый процесс). Количества газов в резервуарах так велики, что уменьшение их на несколько молен не изменяет давлений в резервуарах.

Цилиндры с газами закрываем заслонками, отделяем от резервуаров, затем, двигая поршни, изотермически и равновесно расширяем (нлн сжимаем) в цилиндрах газы до давлений и pN , равных парциальным давлениям

газов в ящике Л с равновесной смесью (второй процесс). Далее присоединяем оба цилиндра к отверстиям ящика Л, закрытым перегородками, проницаемыми соответственно для водорода и азота, а пустой цнляндр с вдвинутым поршнем присоединяем к третьему отверстию ящнка, закрытому перегородкой, проницаемой только для аммиака. Затем отодвигаем заслонки н, одновременно дан-гая оба поршня, вводим три моля водорода и одни моль азота в ящик при постоянных давлениях, а два моля (VNH объемов) аммиака отбираем в третий цилиндр при давлении PNHg* При этом в ящике равновесно протекает реакция образования двух молей аммиака (третий процесс).

Далее аммиак в отдельном от ящнка цилиндре сжимаем (или расширяем) от давления р^ до давления (четвертый процесс). Присоединяем цилиндр

к резервуару с аммиаком ч поршнем, выталкиваем газ из цилиндра в резервуар при постоянном давлении (пятый процесс).

Подсчитаем суммарную работу всех процессов. При этом важно иметь в виду, что так как непосредственный синтез аммиака в ящике Вант-Гоффа происходит при постоянных объеме и температуре в равновесной смеси, то никакой работы при этом не совершается. Знаки всех остальных работ будем брать в соответствии с общим условием (причем система включает ящик Л, резервуары и цилиндры).

Первый процесс —отбирание водорода и азота из резервуаров яри постоянном давлении:

Л, = PnW + P^AV = РЩУЩ + рщущ = Ш Второй процес с—изотермическое расширение водорода и азота:

Р., Я..

Л2 = 3^7" In -Л1 -f RT In

Ри.2 Рщ

Третий процес с—введение водорода и азота в ящик Л и отбирание аммиака из ящика:

Ч i линдре

2 гиа »а инз «нз Четвертый процес с—изотермическое сжатие аммиака в циЛ4 = 2RT In

pm3

р

Пятый процес с—введение аммиака в резервуар: Суммируя, получим:

Р Р р

А = 2Л; = ZRT In -Hi + RT In + 2RT ln-^i

PH2 РЩ PNH8

Перегруппировывая члены под знаками логарифма, получаем:

Проведем теперь весь процесс в обратном направлении, оставив давления газов в резервуарах прежними иизмеиив давления в равновесном ящике

произвольно, но так, чтобы и при новых значениях давлений Рн2- ^N2 и ^NH3 в ящике сохранилось равновесие реакции Синтеза аммиака. Тогда работа А' обратного процесса будет, очевидно, выражаться тем же уравнением (VIII, 14) С обратными знаками и новыми значениями р[л'2 Р*

"ГШч NHq

A'=-RT\n ,3 ^ + RT In ра р (VIII, 14а)

Складывая величины А и Л', получаем работу изотермического цикла, в результате которого система (резервуары, цилиндры и Ящик) вернулась в исходное состояние:

Л + А' = RT (1„ - 1п (VIII, 15)

Описанный цикл является равновесным и, согласно второму закону термодинамики, его работа должна быть равна [см. уравнения (III, 5а) и (I, 32)]:

A+A' = Q Tl~T*

Так как в этом цикле 7=const, то Tt—Гг=0 и Л+Л' = 0, следовательно:

пз 0— = ,з , =Кр (VIII, 16)

Рн2 Рщ РН2 Р№

Поскольку давления в ящике мы изменили произвольно (сохраняя равновесие), можно составить большое число выражений, подобных написанным, С различными наборами величин р,-, и все они равны между собой, т. е. равны константе, которая и является константой равновесия.

§ 3. Изобарный потенциал химической реакции

Изобарный потенциал системы, в которой химическая реакция протекает неравновесно, изменяется (Sv^^O). Найдем это изменение. Обозначив парциальные давления компонентов в неравновесной смеси через Pt и сопоставляя уравнения (VIII, 4} и (V, 26а), получим:

Первый член правой части уравнения одинаков для всех состояний данной реакции—равновесных и неравновесных, поэтому в уравнение (VIII, 17) можно подставить его значение иа уравнения (VIII, 8а):

Щ- j = -RT \пКр + RT2vt InP, (VIII, 18)

Если смесь компонентов реакции с парциальными давлениями Pt имеет настолько большую массу, что изменение масс компонентов на величины v(. практически не изменяет парциальных давВ этом уравнении —изменение изобарного потенциала системы при химическом превращении такого числа молей реагирующих веществ, которое соответствует стехиометрическому уравнению реакции* (это превращение предполагается протекающим в столь большой массе смеси, что неравновесные давления остаются постоянными). Величина АС? называется изобарным потенциалом реакции. Уравнение (VIII, 19) носит название изотермы химической реакции.

Из уравнения (VIII, 4а) легко получить идентичное выражение для (&F)V,T, причем

(Д(?)Л г = (bF)v, т

так как каждая из обеих величин равна 2(^-). Поэтому уравнение (VIII, 19) определяет также изменение изохорного потенциала системы при протекании химической реакции в соответствующих условиях. Величину AF наз

страница 101
< 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

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


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

 

 

Реклама
выклейка плитки на стенд церсанит мелисса
старлайн оф сайт
ремонт холодильников на дому в подольске
купить цифры на номера от камер

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
(08.12.2016)