Оборотні та необоротні процеси. Стан хімічної рівноваги. Константа хімічної рівноваги

Гетерогенний каталіз

Гомогенний каталіз

Гомогенний каталіз може протікати у газоподібній чи рідкій фазах при відповідному стані каталізатора. На перший план виходять умови перебігу реакцій: концентрації реагентів, температура, тиск, інтенсивність перемішування. Механізм гомогенного каталізу полягає в утворенні між реагентами та каталізатором малостійких проміжних сполук, що існують у тій самій фазі і після розпаду яких каталізатор регенерується.

Каталізаторами в розчинах слугують мінеральні кислоти, луги, іони металів, а також речовини, які сприяють виділенню вільних радикалів.

Легкість відділення газової або рідкої реакційної суміші від твердого каталізатору послугувала причиною широкого використання гетерогенного каталізу. Більшість нині існуючих промислових процесів — реакції між газоподібними реагентами за участі твердих каталізаторів.

Процес каталізу на поверхні Q між водною та органічною фазами

Процес каталізу на поверхні твердого каталізатору відбувається в кілька елементарних стадій:

1. дифузія реагентів з потоку речовин до поверхні каталізатору;
2. хемосорбція у порах поверхні;
3. перегрупування атомів з утворенням поверхневих комплексів;
4. десорбція продуктів з поверхні;
5. дифузія від поверхні до потоку речовин.

Необоротною хімічною реакцією, або інакше незворотною, є така реакція яка протікає з утворенням речовин, які самі собою виділяються або в газову фазу або випалаєт в осад, або в результаті реакції утворюється вода.

Оборотні реакції - хімічні реакції, що протікають одночасно в двох протилежних напрямках (прямому і зворотному), наприклад:
3H2 + N2 ⇌ 2NH3.
Напрямок оборотних реакцій залежить від концентрацій речовин - учасників реакції. Так у наведеній реакції, при малій концентрації аміаку в газовій суміші і великих концентраціях азоту і водню відбувається утворення аміаку; навпаки, при великій концентрації аміаку він розкладається, реакція йде в зворотному напрямку. По завершенні оборотної реакції, тобто при досягненні хімічної рівноваги, система містить як вихідні речовини, так і продукти реакції.
Проста (одностадійна) оборотна реакція складається з двох відбуваються одночасно елементарних реакцій, які відрізняються одна від одної лише напрямом хімічного перетворення. Напрямок доступною безпосередньому спостереженню підсумкової реакції визначається тим, яка з цих взаємно-зворотних реакцій має велику швидкість. Наприклад, проста реакція N2O4 ⇌ 2NO2
складається з елементарних реакцій N2O4 ⇌ 2NO2 і 2NO2 ⇌ N2O4.
Для оборотності складною (багатостадійної) реакції, наприклад вже згадуваної реакції синтезу аміаку, необхідно, щоб були оборотні всі складові її стадії.

Константа рівноваги (рос. константа равновесия, равновесное отношение; англ. equilibrium constant, equilibrium ratio; нім. Gleichgewichtskonstante f) –

1) Відношення пружності пари індивідуального вуглеводню Q до тиску суміші вуглеводнів р_с: k = Q/p_c.

2) Відношення молярної частки у_і і-ого компонента багатокомпонентної системи в паровій (газовій) фазі до молярної частки х_і цього ж компонента в рідинній фазі при даних тиску і температурі або відношення тиску насиченої пари р_і і-ого компонента багатокомпонентної системи при заданій температурі до тиску р в багатокомпонентній системі при цій же температурі, тобто. Визначена таким чином константа рівноваги зберігає свою величину до тисків у декілька десятих МПа.

Дата добавления: 2015-05-23