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 (Кр>>103), либо очень мала ( Кр<<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 Кp = 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 Кp = 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! |
Мы поможем в написании ваших работ!