химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

реакции.

Для учета влияния индифферентного газа на равновесие следует поступать одним из указанных ниже способов.

1) Вводить в выражение коистаиты равновесия Кр суммарное давление только участников реакции P=2pit а мольные доли и вычисляемые из них величины а, р и т. д. рассчитывать тоже по отношению к сумме молей участников. Тогда введение индифферентного газа (при суммарном давлении, заданном условиями процесса) уменьшит значение 2р, и равновесие соответственно сместится.

2) Можно использовать в выражении для Кр полное давление, включающее давление индифферентного газа. В этом случае мольные доли должны относиться ко всей совокупности компонентов смеси, включая индифферентные примеси. Так как все мольные доли уменьшаются при учете примесей, то выход, изменится.

Если дается полный состав исходного газа, то проще второй способ. Результат, естественно, не может зависеть от выбора способа расчета. Во всех случаях используемые величины Кр остаются теми же, независимо от наличия индифферентного газа.

§ 6. Химические равновесия в газах при высоких давлениях

При высоких давлениях газовые смеси не являются идеальными. В этом случае закон действия масс выражается уравнением (VIII, 10). Для вычисления величины Kf необходимо знать парциальные -летучести ft компонентов смеси. Общий путь вычисления этих величин весьма сложен: необходимо выяснить зависи(dV \

мость парциального объема компонента ^*=(^~) т от состава

и давления и подставить V в уравнение (IV, 46) под знак интеграла вместо V.

Значительно проще вычислять пользуясь приближенным правилом, аналогичным закону Дальтона:

fi^fyt (VIII, 34)

Здесь ft—летучесть чистого газового компонента при той же температуре и полном давлении смеси. Эту величину можно вычислить по уравнению (IV, 51): /» = тг, г Р; (см. стр. 136). Значения ко

эффициента активности т», г находят по обобщенной диаграмме (рис. IV, 4, стр. 137), как это описано выше.

Таким образом, уравнение (VIII, 34) дает возможность сравнительно просто рассчитывать химические равновесия в газовых •смесях при высоких давлениях.

Равенство (VIII, 34) равносильно утверждению, что парциальный мольный ,объем компонента равен мольному объему чистого газа при тех же температуре и давлении. Таким образом, уравнение (VIII, 34) соответствует предположению, что молекулы всех компонентов газовой смеси взаимодействуют с молекулами данного компонента так же, как и молекулы этого компонента между собой при том же суммарном давлении. Такое предположение является, конечно, только приближением.

Рассмотрим метод расчета равновесия при высоких давлениях на примере синтеза аммиака при 450 °С и 300 атм.

При 450 °С и 1 атм константа равновесия Кр для реакции|нз + -i-N, = NH3

цайденная из опыта, равна 0,00649. Это значение сохраняется и при высоких давлениях для константы /С/В соответствии с уравнением (VIII, 10), выражение Kf для реакции синтеза аммиака имеет вид:

к к Wj h

I\p=\ I\f ,3/2 г 1/2 _03/:

(VIII, 35)

Подставив в это уравнение значение fi = fi,TPi [см. уравнение (IV, 51)3 и учитывая, что р,- для каждого компонента равно полному давлению смеси, получим*

„3/2 1/2 р ^3/2 1/2

или, выражая все мольные доли xi через мольную долю х аммиака в равновесной смеси [см. уравнение (VIII, 33)], получим:

^-WT'l5n4 (VI11' 353)

Тн,тЙ; Р У 27(1-х*)

* Индекс г при уг в дальнейшем опущен. ** При точных расчетах используют несколько таких диаграмм для разных ^интервалов приведенных температуры и давления.

С помощью обобщенной диаграммы** (рис. IV, 4, стр. 137), ^пользуясь указанными в табл. VIII, 4 значениями критических величин Ткр. и ркр и приведенных величин ХГ и NT компонентов реакции*, вычисляем значения yi табл. VIII, 4.

ТАБЛИЦА VIII, 4

КРИТИЧЕСКИЕ И ПРИВЕДЕННЫЕ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ Н.2, N2 И NH3

ПРИ 450 °С И 300 АТМ

Компонент Т

кр. т

1 Ркр. it

T Ь

н2

N2 33,2 126,0 406 17,5 5,73 1,78 12,8 33,6 111,6 14,4 8,93 2,69 1,09 1.U 0,91

Подставив значения у* в уравнение (VIII, 35а) и вычислив значение х, получим х-=0,352. Опыт дает х~0,355. При расчете по формуле (VIII, 33) для идеальной смеси дс=0,309.

В табл. VIII, 5 приведены результаты аналогичных расчетов у, при других давлениях, опытные величины Кр и величины

ТАБЛИЦА VIII, 5 РАВНОВЕСИЕ СИНТЕЗА АММИАКА ПРИ 450 °С И ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ

Р

АТМ TN2 TNH3 К -103 Р

опытн. KF -103

10 1,003 1,005 0,997 6,59 6,53

30 1,01 1,014 0,991 6,76 6,55

50 1,015 1,024 0,985 6,90 6,57

100 1,03 1,047 0,970 7,25 6,57

300 1,09 1,14 0,910 8,84 6,62

600 1,18 1.33 0,83 12,94 7,27

1000 1,36 1,61 0,89 23,28 10,39

* Для водорода х= ГА~\ 7t==—

Величина КР мало изменяется при давлениях ниже 50 атм, а затем быстро растет. Величина /(f постоянна до 300 атм(п, вероятно, до несколько более высоких давлений, а затем растет, но в значительно меньшей степени, чем Кр. Очевидно, что равенство (VIII, 34), а вероятно, и принцип соответственных состояний применимы в данном случае лиш

страница 106
< 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
Вся техника в KNSneva.ru LSI00438 - в кредит не выходя из дома в Санкт-Петербруге, Пскове, Мурманске и других городах северо-запада России!
встраиваемые колонки в стену hi end
матрас 60х150 купить
обучающие курсы по промышленным холодильным установкам

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
(26.07.2017)