Головна |
При розробці нового ХТП необхідно встановити, які реакції будуть протікати при переробці даної сировини, який буде максимальний вихід продукту і які будуть швидкості протікання процесу.
Про протіканні хімічної реакції судять по зміні ізобарно-ізотермічного потенціалу (енергії Гіббса). Відомо, що при проведенні хімічної реакції в ізобарно-ізотермічних умовах самостійно, тобто в бік утворення продукту, протікають реакції, що супроводжуються зменшенням енергії Гіббса.
Енергія Гіббса може бути визначена за рівнянням Вант-Гоффа
. (3.1)
Проаналізувавши рівняння Вант-Гоффа, можна виділити наступне:
- Коли хімічна реакція протікає при невеликій температурі, множник по абсолютній величині малий, і їм можна знехтувати, тобто
; (3.2)
- При високих температурах можна знехтувати? Н, отже,
. (3.3)
Ці наближені рівності показують, що при низьких температурах критерієм напрямки самовільного процесу в першому наближенні може служити знак теплового ефекту хімічної реакції; при високих температурах - знак зміни ентропії. Це означає, що при низьких температурах мимовільно протікають екзотермічні реакції, а при високих - реакції, що супроводжуються зростанням ентропії.
Негативне значення енергії Гіббса говорить про те, що реакція термодинамічно можлива. Насправді вона може не протікати, тому що буде мала швидкість хімічної реакції. Розглянемо просту оборотну реакцію: АА + ВВ rR + sS.
В умовах рівноваги швидкості
, (3.4)
де Кс - Константа рівноваги.
Якщо реакція газофазного, то
|
де рR, pS, pA, pB - Парціальні тиску продуктів і реагентів.
|
наприклад:
, (3.6)
де - Зміна числа молей в ході реакції.
. (3.7)
Умови рівноваги будуть визначатися температурою, тиском і концентрацією реагуючих речовин.
Бійський технологічний інститут (філія) | ЗАГАЛЬНА ХІМІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ | Основні тенденції розвитку хімічної технології | Зрушення рівноваги під впливом реагентів | ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ | вплив температури | Вплив концентрації реагуючих речовин | вплив тиску | Гетерогенність ПРОЦЕСИ. гетерогенність | Рушійна сила процесу |