химический каталог




Составление химических уравнений

Автор А.А.Кудрявцев

реакцию. Если вещества реагируют между собой недостаточно интенсивно, то это означает, что они имеют небольшое изменение А? или AZ в исследуемом химическом процессе.

Реакции, идущие с большой потерей свободной энергии, протекают энергично Й до конца (иногда со взрывом). Следовательно, величина свободной энергии системы характеризует меру реакционной способности реагентов, а знак ее — направленность процесса.

Иногда термодинамически возможные реакции в действительности незаметны вследствие высокой энергии активации и других факторов,тормозящих процесс.Вывод о том, что данная реакция возможна, еще не означает, что она будет протекать с практически нужной скоростью. Термодинамика не позволяет предвидеть скорости превращения вследствие того, что в термодинамические уравнения время не входит.

Рассматривая вопрос о возможности осуществления химической реакции, необходимо учитывать, что реакция при заданных условиях может не идти в данном направлении по следующим причинам:

а) вследствие незначительных ее термодинамических возможностей;

б) вследствие значительных кинетических препятствий; в) по причинам а) и б) вместе взятыми.

Управлять течением химического процесса и проводить его так, чтобы обеспечить максимальную скорость желаемой реакции, максимальный выход продуктов и минимальные затраты сырья, можно только зная точно, какая из указанных зыше причин преобладает. Если при заданных условиях реакция не идет в данном направлении из-за незначительных ее термодинамических возможностей или близости системы к истинному химическому равновесию (при Котором AZ° имеет небольшую абсолютную величину), то для ее осуществления следует изменить условия (например, температуру, концентрации исходных веществ и давление) таким образом, чтобы термодинамические возможности реакции возрастали в нужном направлении.

Термодинамическая возможность реакции может быть определена по уравнению изотермы химической реакции, позволяющему установить, в каком направлении и до какой степени может протекать реакция при заданных условиях.

Для химической реакций ак + ЬВ сС + <Ш, где а, 6, с и d — стехиометрические коэффициенты; А, В, С и D — реагирующие вещества, величину изменения изобарного потенциала при термодинамически обратимом процессе можно вычислить по уравнению изо\PA-PB I РА'РЪ

где рс, рЬ» РА, Рв — начальные парциальные давления реагирующих веществ, рс, Pd, Ра, Рв — равновесные парциальные давления реагирующих веществ.

Для реакций в газах в случае применимости к ним законов идеальных газов, а также для реакций в очень разбавленных растворах, активные массы веществ, участвующих в процессе, можно выразить через их концентрации* (в молях на 1 литр или в других соответствующих единицах). В этом случае величину изменения изохорно-изотермического потенциала AF для реакции ЬВ -f dD ^ gQ + можно вычислить по уравнению:

где Со, CL, Св, СЬ — концентрации веществ G, L, В, D в заданных условиях, Cg, Cl, Св, Cd — концентрации тех же веществ в условиях равновесия при той же температуре.

В случае если произвольные начальные парциальные давления (концентрации) образующихся продуктов реакции С и D меньше, а исходных реагентов А и В больше, чем их равновесные парциальные давления (концентрации) при данных давлении и температуре, то AZ < 0 и, следовательно, протекание реакции возможно только слева направо. Напротив, если начальные парциальные давления (концентрации) продуктов реакции С и D больше, а исходных веществ А и В меньше, чем их равновесные парциальные давления (концетрации), то AZ > 0, и тогда ход реакции возможен только справа налево.

В случае если произвольные начальные парциальные давления (концентрации) веществ, участвующих в реакции, совпадают с их равновесными парциальными давлениями (концентрациями), AZ — =0, система находится в химическом равновесии.

Все вышеуказанное можно повторить относительно изохорного протекания реакции.

Знак минус перед AZ или AF свидетельствует о возможности самопроизвольного протекания реакции слева направо: знак плюс, напротив, говорит о том, что реакция может протекать только справа налево. Наконец, если AZ и Ai7 равны нулю, это значит, что система находится в равновесии.

Работу, которую может совершить химическая реакция при термодинамически обратимом протекании, называют максимальной работой реакции. Она складывается из так называемой максимальной полезной (или внутренней) работы Лмакс и работы против внешнего давления Л мехМаксимальную работу реакции можно определить, пользуясь уравнением изотермы реакции. Так, например, для реакции

* См. В. А. К и р е е в. Краткая химическая энциклопедия. Т. 2. Изд-во «Советская энциклопедия», М., 1963, стр. 177. Р. Т. Марченко. Физическая и коллоидная химия. Изд-во «Высшая школа», М., 1965.

6B+cC + ..~rR + sS +

уравнение имеет следующий вид*:

Л макс = RT In Ка '

где Ка — константа химического равновесия, ав, ас,..-, «r, as — активности реагентов в реакционной смеси.

Это уравнение позволяет: а) установить направление процесса

страница 65
< 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

Скачать книгу "Составление химических уравнений" (2.39Mb)


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

 

 

Реклама
гибкая черепица технониколь виды и цены
стальные парковые скамейки
матрас ангел серта green
регулятор температуры rdg 160t схема расключения

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
(20.08.2017)