Равновесие в химико-технологических процессах

Всякая обратимая реакция, лежащая в основе ХТП, при неиз­меняющихся условиях ее осуществления стремится к равновесию, при котором скорости образования и расходования веществ, участ­вующих в данной реакции, становятся одинаковыми. Равновесие системы характеризуется вполне определенными концентрациями участвующих в реакции веществ и, следовательно, показывает, какое количество целевого продукта можно получить в данном процессе из заданного количества исходного реагента. Установив­шееся равновесие можно нарушить, изменив условия, при которых находится система (температуру, давление или концентрацию одного из веществ). При изменившихся условиях возможно уста­новление нового равновесия.

Направление смещения равновесия может быть оценено с по­мощью принципа Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, будет оказано внешнее воздействие, выводящее ее из равновесия, то система самопроизвольно будет стремиться умень­шить оказываемое на нее внешнее воздействие.

Рассмотрим произвольную обратимую реакцию

aA+bB n rR±Q, (15.1)

где а, b, r — стехиометрические коэффициенты; Q — тепловой эффект.

Принцип Ле-Шателье утверждает, что положение равновесия реакции (15.1) можно сместить вправо одним из следующих спо­собов: повышением температуры, если Q<0; понижением темпера­туры, если Q> 0; увеличением концентрации A и В или уменьше­нием концентрации R; увеличением давления, если объем образую­щегося продукта R меньше суммы объемов исходных веществ А и В; уменьшением давления, если объем образующегося продукта R больше суммы объемов исходных веществ А и В.

Всякое положение равновесия может быть количественно оха­рактеризовано значением константы равновесия

где С_R, C_A, С_B — равновесные концентрации веществ, участвующих в реакции (15.1).

Дата добавления: 2014-10-22