IV. Термодинамический анализ основной реакции
При проектировании технологических процессов важное место занимают термодинамические расчеты химических реакций. Цель термодинамического анализа заключается в определении принципиальной возможности проведения химической реакции в данных условиях, в выборе условий проведения процесса.
Задание:Для основной реакции необходимо рассчитать константу равновесия по термодинамическим данным (тепловой эффект реакции, изменение энтропии, свободную энергию Гиббса (изобарно-изотермический потенциал)). Дано: Таблица 7. Термодинамические свойства веществ – участников реакции
Таблица 8. Данные термодинамического расчета
4.1. Рассчитаем тепловой эффект реакции при атмосферном давлении в заданном температурном интервале.
4.2. Рассчитаем изменение энтропии при атмосферном давлении в заданном температурном интервале:
4.3. Рассчитаем изменение изобарно-изотермического потенциала (энергии Гиббса) в заданном температурном интервале:
4.4. Рассчитаем логарифм константы равновесия в заданном температурном интервале используя уравнение изотермы Вант-Гоффа:
4.5. Рассчитаем константы равновесия в заданном температурном интервале:
4.6. Полученные данные сведем в таблицу:
Таблица 9. Зависимость термодинамических функций от температуры
4.7. На основании полученных данных построим графики:
Рис. 1. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.
Рис. 2. Зависимость энтропии реакции от температуры.
Рис. 3. Зависимость энергии Гиббса от температуры.
Рис. 4. Зависимость логарифма константы равновесия от обратной температуры.
613 – -299995,0714 х– -299304 К
Выводы:Рассчитав термодинамические величины, получили: 1) Реакция является экзотермической на всем температурном интервале, т.к. . 2) Для проведения процесса оптимальной считается температура 3390С (612 К). 3) С увеличением температуры изменение энтропии в ходе процесса увеличивается. 4) На всем температурном интервале , следовательно реакция идет самопроизвольно. 5) Кр>>1, следовательно реакция смещена в прямом направлении (в сторону образования продуктов), т.к. Кр больше 1020 реакция является необратимой.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|