ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Вопрос № 9.Подвижность химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Уравнение изохоры и изобары Вант- Гоффа.

Загрузка...

 

Под внешними факторами будем понимать любые взаимодействия на систему, в результате которых изменяется ее температура и число частиц в единице объема пространства (этот фактор обычно рассматривают как влияние давления).

Если система находится в химическом равновесии, то это значит, что ее в любом элементарном объеме имеет место одна и та же температура. Одно и то же давление и определенный химический состав. Правильнее говорить, что система находится в термодинамически устойчивом состоянии. Если изменится температура и давление, то система обязательно изменит и свой химический состав и перейдет в новое химическое равновесие.

Качественно подвижность равновесия в связи с изменением давления и температуры впервые установил Ле Шателье, а затем существенно дополнил и развил Браун.

ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ – БРАУНА.

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывать внешнее воздействие, то она перейдет в новое равновесное состояние, в котором это воздействие будет ослаблено.

Влияние температуры:

При новой, более высокой температуре равновесие смещается влево. При повышении температуры системы увеличивается доля веществ, образующихся по реакции, протекающей с поглощением тепла.

Влияние давления:

При повышении давления равновесие смещается в ту сторону, где возрастает доля веществ, имеющих меньший порциальный объем.


Количественно влияние температуры на подвижность равновесия устанавливается с помощью уравнений изохоры или изобары Вант Гоффа.

 

Уравнения изохоры и изобары показывают, что количественно зависимость константы равновесия от температуры может быть выражена через тепловой эффект химических реакций, а более детально можно указать на следующее:

1.Допустим, что dT>0 , значит рассматриваем как изменится константа равновесия при повышении температуры. Если (реакция эндотермическая), то с повышением температуры константа равновесия увеличится. Если (реакция экзотермическая), то с повышением температуры константа равновесия уменьшится. Имея ввиду, что в константе равновесия числитель – это всегда концентрация продуктов, то рост Кр означает смещение равновесия вправо, и, соответственно, уменьшение Кр – смещение равновесия влево.

2.Абсолютная величина теплового эффекта говорит о том, как сильно изменяется константа равновесия от температуры, чем больше по абсолютной величине или , тем сильнее изменяется константа равновесия с изменением температуры. У слабо экзо- или эндореакций константа равновесия с изменением температуры практически не меняется.

3.Уравнения позволяют рассчитать константу равновесия для любой температуры, если Кр известна при какой-то другой температуре. Интегрируя уравнения изохоры или изобары получим:

 

4.Нередкими являются случаи, когда полученное уравнение используют для нахождения теплового эффекта реакции. В этом случае реакцию проводят при 2х разных температурах, отбирают пробы веществ, анализируют и находят равновесные концентрации, вычисляют константы равновесия Кр1) и Кр(T2), затем находят тепловой эффект:

 

Уравнения изохоры и изобары являются приближенными, их удобно использовать для реакций, в которых между Т1 и Т2 ни одно из веществ не претерпевает превращений и в тех случаях, когда интервал между температурами Т1 и Т2 не очень широк.


Вопрос № 10.Восстановление окислов металлов с помощью СО и Н2 .

 

Восстановление оксидов металлов газами идет по реакциям:

В данном случае является неизвестным, т.е. неизвестными являются условия восстановления. Анализ можно выполнить, если сопоставить между собой две более простые реакции.

 

Итак, видим, что . Чтобы реакция восстановления могла идти вправо, необходимо, чтобы было отрицательно. Это может быть достигнуто, если будет более отрицательно, чем величина , значит, у СО (Н2) сродство к кислороду должно быть больше, чем у металла.

Рассмотрим три крайних случая восстановления оксидов металла газами в зависимости от соотношения между сродством металла к кислороду и сродством восстановителя СО (Н2)к кислороду.

1.Сродство у металла и СО(Н2) к кислороду примерно одинаковы.

Таким образом, ,

Значит

А т.к.

Тогда , а это значит, что в равновесной газовой фазе содержание СО и СО2 примерно одинаково.

В восстановительной газовой смеси содержание СО должно быть больше, чем в равновесной (см. точку “б”). Если газовая смесь имеет состав в точке “в”, то восстановительный процесс не возможен, а наоборот, может иметь место окисление металла.

Если в газовой фазе содержится только два газа, то .

В этом случае .

В данном случае имеем уравнение с одним неизвестным, из которого находим .

в том случае, если коэффициенты перед СО и СО2 равны.

2.Сродство металла к кислороду намного меньше сродства СО к кислороду.

Таким образом,

В этом случае сильно отрицательная величина, следовательно константа равновесия будет большой величиной.

Это значит, что в равновесном газе доля СО2 значительно превышает долю СО.

3.Сродство у металла к кислороду значительно выше, чем у СО.

Таким образом,

В этом случае величина будет величиной положительной, а константа равновесия будет очень маленькой величиной.

 

Это значит, что в равновесной газовой фазе доля СО составляет практически 100 %.

Данная схема анализа положена в основу классификации оксидов по восстановимости:

I группа – средневосстановимые оксиды – FeO, SnO, MoO, ZnO.

II группа – легковосстановимые оксиды – NiO, CuO, PbO, MgO.

III группа – трудновосстановимые оксиды – MnO, Al2O3, CaO,V2O3

 

Газы СО и Н2 имеют практически одинаковые восстановительные свойства, потому что сродство к кислороду у них почти одинаково. Анализ необходимых восстановительных смесей показывает, что газами СО и Н2 рационально восстанавливать средне- и легковосстановимые оксиды металлов, а трудновосстановимые оксиды рациональнее восстанавливать твердым углеродом или металлом – восстановителем.


Загрузка...

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти