Другие случаи расчета равновесного состава газовой смеси

Среди реакций предложенных в настоящем задании лишь немногие имеют константы равновесия, близкие к единице ( обратимыереакции). Чаще встречаются случаи необратимых реакций, когда величина константы равновесия либо очень велика (К_р>>10³), либо очень мала ( К_р<<10³ ). Кроме того, газовая фаза может содержать более двух компонентов. Рассмотрим произвольную реакцию:

с исходной концентрацией реагентов , что соответствует их мольным долям: при общем давлении: .

а. Константа равновесия очень велика

Для реакции (I) константа равновесия опишется уравнением

Т.к. константа равновесия очень велика, например К_p = 10³⁴, то очевидно, что реакция, при данных фактическихконцентрациях реагентов, протекает необратимо вправо. При этом концентрация продуктов реакции будет увеличиваться, a исходных веществ - уменьшаться. Если число молей вещества R увеличится на "х", то число вещества Qувеличитсяна "5x", а число молей реагента B уменьшится на "2х".

Таким образом, при равновесии количество молей реагентов будут определяться величинами:

Мольные доли компонентов составят:

Равновесные парциальные давления:

Подставив эти значения в уравнение (2) получим:

Левая часть уравнения представляет собой отношение двух конечных чисел, а правое очень большое число (10³⁴). Такая ситуация возможна только в случае, если знаменатель стремится к нулю, т.е. либо или Приравнивая последние уравнение к нулю и решая их. Получим два корня: и

Физический смысл имеет положительный корень, тогда равновесные мольные доли реагентов составят:

Таким образом, равновесная газовая фаза будет состоять только из двух реагентов: Q и R, причем их содержание в ней будет:

b. Константа равновесия очень мала

Поскольку константа равновесия очень мала, например К_p = 10 ^{– 34}, то очевидно, что реакции, при данных фактических концентрациях реагентов, протекает необратимо влево. При этом концентрация продуктов реакции будет уменьшаться, а исходных веществ - увеличиваться, Если число молей вещества R уменьшится на "х", то число вещества Q уменьшится на "5х", а число молей реагента B увеличится на "2х".

Таким образом, при равновесии количество молей реагентов будут определяться величинами:

При этом их мольные доли составят:

 

Равновесные парциальные давления определяются:

Подставив эти значения в уравнение (2) получим:

Левая часть уравнения представляет собой отношение двух конечных чисел, а правая очень малое число (10 ^{– 34}). Такая ситуация возможна только в случае, если числитель стремится к нулю, т.е. либо или Приравнивая последние уравнения к нулю и решая их. Получим два корня: и . Физический смысл имеет первый корень, т.к. в случае допущения правильности второго корня получится отрицательное количество компонента Q. Равновесные мольные доли реагентов составят:

Таким образом, равновесная газовая фаза будет состоять только из двух реагентов: В и R, причем их содержание в ней будет:

---

Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!