Влияние давления на направление реакции

Гетерогенные реакции

Такие реакции протекают на границе раздела фаз. Рассмотрим реакцию

FeO_тв. + H_2газ = Fe_тв. + H₂O_ж.

n -1 -1 1 1

D_rG_pT = m_Fe + m _H2O - m _FeO - m_H2 = m˚_Fe + m˚_H2O - m˚_FeO - m˚_H2 – RT ln p_H2 Þ

D_rG_pT = D_rG˚_pT – RT ln p_H2 . (9.8)

m_Fe = m˚_Fe, m _FeО = m˚ _FeО, _. m _H2O = m˚ _H2O.

Конденсированные фазы находятся в стандартном состоянии, поэтому под логарифмом в уравнении изотермы стоят давления только газообразных веществ. Для обычной температуры – только давление водорода, при высокой температуре - отношение парциальных давлений воды и водорода.

Уравнение изотермы химической реакции позволяет определить, как изменяется направление реакции, если мы изменяем общее давление в системе

3/2 H₂ + 1/2N₂ = NH₃ T = 500 K D_rG˚₅₀₀ = 9.26 кДж.

Стандартное изменение энергии Гиббса положительно, т.е. при стандартных условиях реакция не идет в прямом направлении. Если сильно повысить давление до 600 атм, т.е. парциальное давление каждого газа будет cоставлять 200 атм, то знак D_rG изменится

D_rG = D_rG˚ + RT ln= 9260 - 8.314*500 ln 5.29 = -12600 Дж.

Соотношение между веществами осталось то же, но увеличение давления изменило направление реакции, так как в ней уменьшается число молей газообразных веществ Dn_газ = -1. В связи с этимхимическое сродствоэтой реакции возрастает с ростом общего дваления в системе при неизменном относительном составе.

Дата добавления: 2013-12-12