Практикум по физической химии: Фазовые и химические равновесия. Химическая кинетика. Скиба Г.С. - 98 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГТУ | Мурманск

Составители: 

Рубрика: 

98
Часть II. ХИМИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ
1. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
Рассмотрим в общем виде газофазную реакцию
44332211
AAAA
ν
ν
ν
ν
+
=
+
при постоянном давлении и постоянной температуре. Допустим, что
в момент приготовления реакционной смеси имеются все реагирующие
вещества (исходные и продукты). Обозначим количества вещества (моль)
в системе в этот момент времени для реагентов
1
A
,
2
A
,
3
A и
4
A
через
1
0
n ,
2
0
n ,
3
0
n и
4
0
n , а в процессе реакции – соответственно через
1
n ,
2
n ,
3
n и
4
n .
При протекании реакции слева направо количества исходных веществ
будут уменьшаться, а количества продуктов реакции – увеличиваться.
Изменение количеств реагирующих веществ в процессе реакции
1
011
nnn −=∆
,
2
022
nnn −=∆
,
3
033
nnn
−
=
∆
,
4
044
nnn
−
=
∆
связано между собой
соотношением
ξ
4
4
3
3
2
2
1
1
=
∆
=
∆
=
∆
−=
∆
−
νννν
nnnn
. (31)
Отсюда
ξ.
ξ;
ξ;
ξ;
404
303
202
101
4
3
2
1
ν
ν
ν
ν
+=
+=
−=
−=
nn
nn
nn
nn
(32)
Соотношение
ξ=
∆
±
i
i
n
ν
(33)
называется химической переменной (числом пробегов реакции, степенью
протекания реакции, степенью продвижения реакции). Химическую
переменную принимают равной нулю, если реакция еще не протекала, т. е.
в момент смешения реагентов, и равной единице, когда
1
ν
и
2
ν
моль
исходных веществ превратилось в
3
ν
и
4
ν
моль продуктов реакции.
Итак, в пределах одного пробега реакции химическая переменная
может принимать значения от 0 до 1. Например, если при синтезе аммиака
3Н
2
+ N
2
= 2NH
3
за какой-то промежуток времени прореагирует 3 моль
водорода и 1 моль азота, то ξ = 1 (один пробег реакции), если же 
                                                      98


                Часть II. ХИМИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ
       1. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
     Рассмотрим в общем виде газофазную реакцию
                                   ν 1 A1 + ν 2 A2 = ν 3 A3 + ν 4 A4
при постоянном давлении и постоянной температуре. Допустим, что
в момент приготовления реакционной смеси имеются все реагирующие
вещества (исходные и продукты). Обозначим количества вещества (моль)
в системе в этот момент времени для реагентов A1 , A2 , A3 и A4 через n0 ,        1


n02 , n03 и n04 , а в процессе реакции – соответственно через n1 , n 2 , n3 и n4 .
При протекании реакции слева направо количества исходных веществ
будут уменьшаться, а количества продуктов реакции – увеличиваться.
Изменение количеств реагирующих веществ в процессе реакции
∆n1 = n1 − n0 , ∆n2 = n2 − n0 , ∆n3 = n3 − n0 , ∆n4 = n4 − n0 связано между собой
           1                  2                        3               4


соотношением

                       ∆n1        ∆n2       ∆n3       ∆n4
                   −         =−         =         =         =ξ.            (31)
                       ν1         ν2        ν3        ν4
Отсюда
                  n1 = n01 −ν 1ξ;
                  n2 = n02 −ν 2 ξ;
                                                                           (32)
                  n3 = n03 + ν 3ξ;
                  n4 = n04 + ν 4 ξ.
Соотношение
                       ∆ni
                   ±         =ξ                                            (33)
                       νi
называется химической переменной (числом пробегов реакции, степенью
протекания реакции, степенью продвижения реакции). Химическую
переменную принимают равной нулю, если реакция еще не протекала, т. е.
в момент смешения реагентов, и равной единице, когда ν 1 и ν 2 моль
исходных веществ превратилось в ν 3 и ν 4 моль продуктов реакции.
    Итак, в пределах одного пробега реакции химическая переменная
может принимать значения от 0 до 1. Например, если при синтезе аммиака
3Н2 + N2 = 2NH3 за какой-то промежуток времени прореагирует 3 моль
водорода и 1 моль азота, то ξ = 1 (один пробег реакции), если же

Страницы