Расчет константы равновесия и состава равновесной смеси
Количественные характеристики химического равновесия в идеальных системах. Сущность и роль константы равновесия. Использование математического выражения закона действия масс. Стандартное изменение энергии Гиббса. Уравнение изотермы химической реакции.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2013 |
| Размер файла | 24,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет константы равновесия и состава равновесной смеси. Равновесие в реальных системах
1. Количественные характеристики химического равновесия в идеальных системах
Константа химического равновесия - характеристика химического равновесия, отражающая взаимосвязь между равновесными концентрациями (или парциальными давлениями) веществ, участвующих в химической реакции:
aA + bB = cC + dD
Константа равновесия может быть выражена через равновесные концентрации Сi , равновесные мольные доли компонентов Хi,, равновесные парциальные давления компонентов Рi (если реакция протекает в газовой фазе):
; ; (71)
Полученные уравнения представляют собой математическое выражение закона действия масс.
Для идеальных газов Pi = CiRT и Pi = XiP, где P - общее давление, поэтому KP, KC и KX связаны следующим соотношением:
(72)
где .
, когда реакция идет без изменения числа молей веществ в газовой фазе.
Пример 1. Рассчитать константу равновесия для реакции CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(г) при 500 K. для CO(г) и CH3OH(г) при 500 К равны соответственно -155.41 кДж. моль-1 и -134.20 кДж. моль-1.
Решение. Для расчета константы равновесия реакции используем формулу (77). Стандартное изменение энергии Гиббса в указанной химической реакции при температуре 500 К может быть рассчитано по закону Гесса, используя величины энергий Гиббса образования веществ-участников реакции при этой температуре.
= (CH3OH) - (CO) = -134.20 - (-155.41) = 21.21 кДж. моль-1.;
Пример 2. Степень диссоциации фосгена по реакции COCl2 = CO + Cl2 при 600ОС и давлении 1,38105 н/м2 равна 0,9.
В каком направлении будет протекать реакция при следующих значениях парциальных давлений компонентов?
|
Варианты |
Парциальное давление |
Парциальное давление |
Парциальное давление |
|
|
1 |
1,013 |
1,013 |
1,013 |
|
|
2 |
1,048 |
2,026 |
3,039 |
|
|
3 |
1,048 |
3,039 |
3,039 |
Решение.
Для определения направления стечения реакции воспользуемся уравнением изотермы химической реакции и определим вначале константу равновесия, а затем реакции для трех вариантов исходных данных.
; ;
- количество вещества компонента в газовой смеси.
Если в начале реакции разложению подвергаются n молей фосгена, степень диссоциации фосгена а, то к моменту установления равновесия количества вещества всех компонентов реакции изменятся следующим образом:
COCl2 (г) CO(г) Cl2 (г)
Исходное количество, моль n 0 0
Равновесное количество n-na nа nа всего n (1 + а)
Равновесная мольная доля
Парциальные давления
Константа равновесия
=
химический равновесие гиббс реакция
;
Подставив данные из таблицы и значение константы равновесия, получим:
Вариант 1. = -12,76 кДж, реакция идет слева направо (в соответствии с уравнением);
Вариант 2. = 0, система находится в равновесии;
Вариант 3. = 2,93 кДж, процесс в прямом направлении неосуществим, но возможен в обрат ном направлении.
Пример 3. Рассчитать значение константы равновесия реакции синтеза метилового спирта при температуре 800, если для этой реакции
= 4,1310-10 (н/м2)-2 -90,44 кДж/моль, мольные теплоемкости
СО + 2 Н2 = СН3ОН (г)
Решение. В соответствии с уравнением (82) при условии, что тепловой эффект данной химической реакции зависит от температуры, константу равновесия при 800 К можно определить из уравнения:
;
СР = -67,69 + 94,5810-3Т - 0,544105 Т-2 - 31,0410-6 Т2;
кДж;
;
Равновесия в реальных системах, летучесть и активность. Уравнения изотермы, изохоры, изобары химической реакции, уравнение закона действия масс и др. строго говоря, справедливы только для реакций между идеальными газами. При описании равновесий в реальных системах (реальные газы, конденсированные фазы) эти уравнения являются приближенными.
Для более точного описания равновесий в реальных системах используют метод активностей, заключающийся в том, что вместо давления вводится величина летучести (или фугитивности), а вместо концентрации - величина активности а.
(86)
- коэффициент активности.
Для равновесий в реальных системах (реальные газы) справедливы уравнения:
- химический потенциал реального газа
(87)
- химический потенциал компонента (газа) в смеси
(88)
- уравнение изотермы
(89)
- стандартное изменение энергии Гиббса
(90)
- уравнение закона действия масс
(91)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение константы равновесия реакции. Вычисление энергии активации реакции. Осмотическое давление раствора. Схема гальванического элемента. Вычисление молярной концентрации эквивалента вещества. Определение энергии активации химической реакции.
контрольная работа [21,8 K], добавлен 25.02.2014Рассчет сродства соединений железа к кислороду воздуха при определееной константе равновесия реакции. Определение колличества разложившегося вещества при нагревании. Вычисление константы равновесия реакции CO+0,5O2=CO2 по стандартной энергии Гиббса.
тест [115,4 K], добавлен 01.03.2008Вычисление термодинамических функций для молибдена в интервале температур 100-500К. Применение вещества, описание его физических и химических свойств. Расчет константы равновесия заданной химической реакции с помощью энтропии и приведенной энергии Гиббса.
курсовая работа [251,8 K], добавлен 18.02.2013Понятие химического анализа. Теоретические основы количественного химического анализа. Требования к химическим реакциям. Понятие и суть эквивалента вещества. Понятие химического равновесия и законы действующих масс. Константы равновесия реакций и их суть.
реферат [36,0 K], добавлен 23.01.2009Характеристика химического равновесия в растворах и гомогенных системах. Анализ зависимости константы равновесия от температуры и природы реагирующих веществ. Описания процесса синтеза аммиака. Фазовая диаграмма воды. Исследование принципа Ле Шателье.
презентация [4,2 M], добавлен 23.11.2014Протекание химической реакции в газовой среде. Значение термодинамической константы равновесия. Расчет теплового эффекта; ЭДС гальванического элемента. Определение массы йода; состава равновесных фаз. Адсорбция растворенного органического вещества.
контрольная работа [747,3 K], добавлен 10.09.2013Этанол и его свойства. Расчет изменения энтропии химической реакции. Основные способы получения этанола. Физические и химические свойства этилена. Расчет константы равновесия. Нахождение теплового эффекта реакции и определение возможности ее протекания.
курсовая работа [106,7 K], добавлен 13.11.2009- Химическая реакция в смеси идеальных газов. Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
Состояние изотермической системы с неизменным объёмом. Микроскопические движения частиц. Понижение свободной энергии системы в любом естественно протекающем процессе. Цель статистического метода. Главный молекулярный механизм - броуновское движение.
реферат [51,2 K], добавлен 31.01.2009 Термодинамико-топологический анализ структур диаграмм фазового равновесия. Закономерности векторного поля нод и скалярного поля равновесных температур. Уравнение их взаимосвязи. Нелокальные закономерности диаграмм фазового равновесия жидкость – пар.
дипломная работа [296,8 K], добавлен 04.01.2009Характеристика химического равновесия. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, температуры, величины поверхности реагирующих веществ. Влияние концентрации реагирующих веществ и температуры на состояние равновесия.
лабораторная работа [282,5 K], добавлен 08.10.2013Изменение свободной энергии, сопровождающее химическую реакцию, связь с константой равновесия. Расчет теплового эффекта реакции. Классификации дисперсных систем по размерам дисперсных частиц, агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды.
контрольная работа [49,7 K], добавлен 25.07.2008Предмет термохимии, изучение тепловых эффектов химических реакций. Типы процессов химической кинетики и катализа. Энтальпия (тепловой эффект) реакции. Скорость реакции, закон действующих масс. Константа химического равновесия, влияние катализатора.
презентация [2,2 M], добавлен 19.10.2014Изменение изобарно-изотермического потенциала. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа. Свойства дисперсных систем и растворов ВМС, их сходство и отличие. Адсорбционное уравнение Гиббса, его анализ и область использования. Формулы мицелл.
контрольная работа [39,5 K], добавлен 25.07.2008Расчетные методы определения рН. Примеры уравнений реакций гидролиза солей. Понятие и формулы расчета константы и степени гидролиза. Cмещение равновесия (вправо, влево) гидролиза. Диссоциация малорастворимых веществ и константа равновесия этого процесса.
лекция [21,7 K], добавлен 22.04.2013Определение молекулярности и порядок химической реакции. Изменение свободной энергии, сопровождающее химическую реакцию, ее связь с константой равновесия. Расчет теплового эффекта. Метод диспергирования. Физические методы конденсации. формула мицеллы.
контрольная работа [42,6 K], добавлен 25.07.2008Спектроскопия как физический метод исследования веществ, его точность и широкое применение в различных областях химии. Термодинамические параметры реакции (константы равновесия, энтальпии и энтропии реакции) бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.03.2012Изменение энтропии в химических и фазовых переходах. Простые и сложные вещества. Скорость химической реакции. Смещение химического равновесия, принцип Ле Шателье. Модель атома Томсона. Классификация элементарных частиц. Двойственная природа электрона.
шпаргалка [364,1 K], добавлен 12.01.2012Акролеин как простейший альдегид этиленового ряда, его получение методом окисления олефинов по насыщенному атому углерода. Расчет материального и теплового балансов стадии синтеза. Термодинамический анализ основной реакции и расчет константы равновесия.
курсовая работа [546,4 K], добавлен 12.03.2015Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции. Влияние внешних условий на химическое равновесие. Влияние давления, концентрации и температуры на положение равновесия. Типы химических связей.
реферат [127,3 K], добавлен 13.01.2011Изменение скорости химической реакции при воздействии различных веществ. Изучение зависимости константы скорости автокаталитической реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия от температуры. Определение энергии активации химической реакции.
курсовая работа [270,9 K], добавлен 28.04.2015
