Гетерогенна хемічна рівновага

1. Гетерогенними називають реакції, при яких компоненти системи знаходяться у різних фазах. Наприклад:

FeO(т)+CO(г)=Fe(т)+CO₂(г). (9.101)

Гетерогенна реакція в загальному вигляді:

,(9.102)

де – ґазові компоненти;

– компоненти конденсованих фаз [(р), (т)].

2. Так як у стані рівноваги , то для (9.102)

, (9.103)

де – для ґазової фази;

– для конденсованої фази.

3. Нехай ґазова суміш – реальний ґаз, а конденсована фаза – тверді і рідкі розчини.

Підставимо

для ґазів

,

;

для розчинів

,

; (9.104)

у (9.103):

, (9.105)

або

. (9.106)

Звідки

, (9.107)

де – фуґітивности компонентів у ґазових фазах;

– активності компонентів у конденсованих фазах.

4. Деякі узагальнення:

· рівняння (9.107) є узагальнений вираз закону діяння мас;

· якщо конденсовані фази є чисті речовини, та їх а =const при даній Т і їх приймають ≈1, тоді вираз (9.107) набуде вигляду:

; (9.108)

· якщо гази ґазової фази підпорядковані законам ідеальних ґазів, то в (9.107) парціальні фуґітивности можна замінити парціальними тисками: ;

· якщо конденсовані фази – ідеальні розчини, то в (9.107) активности можна замінити концентраціями (молярними частками, …).

5. Приклади рівнянь для констант рівноваги:

Приклад 1. С(т)+СО₂(г)=2СО(г), вважаючи ґазову фазу сумішшю ідеальних ґазів; активність чистого вуглецю приймаємо сталою а (с)≈1:

. (9.109)

Приклад 2. FeO(р)+H₂(г)=Fe(р)+H₂O(г), вважаючи ґазову фазу сумішшю ідеальних ґазів; FeO погано розчинний в Fe; активність а (Fe)=1:

, (9.110)

де – коефіцієнт активности оксиду феруму (ІІ) в Fe;

– молярна частка оксиду феруму (ІІ) в Fe(р).

Дата добавления: 2014-12-25