Химическое равновесие в смеси газов

Такое состояние называется химическим равновесием. Важно отметить, что реакции никогда не доходят до конца, т. е. до полного исчезновения хотя бы одного реагента. Следовательно, при химическом равновесии в смеси реагентов всегда имеются как продукты реакции, так и исходные вещества. Правда, во многих случаях (хотя далеко не всегда), например для реакции взрыва гремучего газа [c.480]

Рассмотрим условия химического равновесия в смеси совершенных газов. Химические потенциалы для смеси совершенных газов могут быть легко найдены при помощи соотношений [c.158]

В рассматриваемом нами частном случае к = 3 условие химического равновесия в смеси идеальных газов приобретает вид [c.220]

Химическое равновесие в смеси идеальных газов [c.154]

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ 157 [c.157]

При очень больших скоростях потока и при высоких температурах в аэродинамике имеют дело со смесью газов. Например, воздух при температурах до 500 К остается совершенным двухатомным газом, имеющим постоянный молекулярный вес т fn 29 и показатель адиабаты у = 1,405. При дальнейшем росте температуры увеличивается теплоемкость воздуха, что объясняется возбуждением внутренних степеней свободы в молекулах воздуха. Затем с ростом температуры происходит диссоциация воздуха (молекулы распадаются на атомы) при температурах свыше 2000 К распадается молекулярный кислород, при 4000 К и выше существенным становится разложение азота. В диапазоне температур 7000... 10 ООО К начинается процесс ионизации атомов с образованием свободных электронов. Указанные процессы являются весьма энергоемкими, и это обстоятельство необходимо учитывать при расчете течений. Если скорость химических превращений в газовой смеси велика по сравнению со скоростями газодинамических процессов, то смесь находится в химическом равновесии. В этом случае, как уже отмечалось, вместо уравнений переноса i-то компонента следует рассматривать законы действующих масс в виде (1.26). [c.29]

Если смесь газов ведет себя как идеальный газ, то равновесие-в системе установится, когда давление в кислородном баллона будет равно парциальному давлению кислорода ро в сосуде, содержащем смесь газов. Химический потенциал О2 в смеси газов и в баллоне с чистым кислородом определяется тогда уравнением [c.30]

При высоких температурах порядка нескольких тысяч градусов (для некоторых реакций и при более низких) скорости химических превращений велики и в смеси газов устанавливается химическое равновесие. Протекание обратимых реакций (т. е. таких реакций, которые могут идти и в ту и в другую сторону в соответствии с условием химического равновесия при данных температуре и плотности) влияет на химический состав и термодинамические функции газов. Примером является воздух, в котором при высоких температурах порядка нескольких тысяч градусов происходит окисление части азота ио схеме [c.163]

В некоторых случаях времена релаксации для установления термодинамического равновесия в определенной степени свободы бывают настолько большими, что неравновесное состояние системы оказывается весьма устойчивым, стационарным. Обычно такое положение возникает в смеси газов, способной к химическому превращению, которое фактически не происходит из-за большой энергии активации, необходимой для протекания реакции. Типичным примером может служить гремучая смесь 2Н2 + О2, которая в состоянии строгого термодинамического равновесия при низких температурах должна была полностью превратиться в воду. [c.299]

По [105] восстановление кремнезема углеродом, растворенным в железе, имеет адсорбционный характер. Углерод из жидкого раствора адсорбируется на поверхности восстанавливаемого окисла, где протекает реакция непосредственного восстановления с выделением моноокиси углерода. Над металлической ванной происходит диссоциация моноокиси углерода с образованием СОг и Ств, который в свою очередь растворяется в ней. Поэтому химический состав равновесной смеси газов должен соответствовать состоянию равновесия реакции [c.39]

Кроме фазы важное значение при исследованиях равновесия термодинамических систем (как гетерогенных, так и гомогенных) имеет понятие компонент. Это такая часть системы, содержание которой не зависит от содержания других частей. Смесь i азов является однофазной, но многокомпонентной системой компонентов в смеси химически не реагирующих газов столько. [c.22]

В каких случаях можно рассматривать локальное термодинамическое равновесие химически реагирующей смеси газов при наличии градиентов концентраций [c.673]

Применение катализаторов. Многие из реакций осуществляются в полной мере только в присутствии катализаторов. Допустим, что реакция протекает в газовой фазе. Для того, чтобы эта реакция была обратимой, например, при постоянных Г и 1/, произведем вначале с помощью полупроницаемых перегородок обратимое смешение реагирующих газов, после чего, добавив к смеси небольшое количество катализатора (или внеся его в смесь на малое время), вызовем реакцию между достаточно малыми количествами реагирующих веществ. Повторяя эту манипуляцию много раз, можно осуществить квазистатический, т. е. обратимый, переход к состоянию химического равновесия через ряд состояний равновесия смеси газов, каждое из которых отличается от химически равновесного. [c.311]

Гл. 6 посвящена вычислению средней теплоты реакции и среднего сродства. В гл. 7 приводится детальный вывод полного дифференциала сродства для случая закрытых систем. Эти результаты используются в гл. 8 и 9 для изучения превращений при постоянном сродстве и для случая состояния устойчивого равновесия. Гл. 10 посвящена рассмотрению виртуальных сдвигов равновесия в гетерогенных -системах и правилу фаз. Идеальные газы подробно изучаются в гл. 11. В ней детально изложены расчеты термодинамических потенциалов, сродства и химических потенциалов, компонентов для смеси идеальных газов [уравнения (4.28) — (Н.Э )]. Показано, что для такой системы переменные 7 и 5 (температура и энтропия) или переменные р V (давление и объем) не определяют полностью значение термодинамического потенциала. [c.15]

Термодинамической активностью называется такая функция концентраций всех веществ в смеси, а также температуры И давления, которая при подстановке вместо концентрации соответствующих веществ в уравнения, определяющие химическое и фазовое равновесия для идеальных газов или растворов, сохраняет внешнюю форму этих уравнений и делает их применимыми для реальных газов или растворов. [c.168]

Вскоре мы рассмотрим условия мембранного равновесия, однако на основе сказанного выше уже сейчас можно ожидать, что по обе стороны мембраны при этом будут одинаковые температуры и что для идеального газа давление по одну сторону мембраны будет равно парциальному давлению того же газа по другую сторону, т. е. в смеси. Эти два условия обеспечивают соответственно тепловое и механическое равновесие. Вскоре будет получено также условие химического равновесия. [c.343]

Для решения системы нелинейных алгебраических уравнений химического равновесия смеси реальных газов (9) — (11) применим метод Ньютона. В результате получим систему уравнений, линейную относительно поправок к неизвестным. [c.131]

В гл. 4 излагаются следующие темы условия равновесия сложных систем химическая энергия условия равновесия химических систем измененный вывод условий равновесия химических систем полная теплота реакции работа изотер.мической химической реакции уравнения Гельмгольца и Ле-Шателье энтропия и термодинамический потенциал кг смеси газов максимальная работа и уравиение равновесия при диссоциации газов вычисление максимальной работы по Вант-Гоффу распадение двойных молекул на одиночные при- [c.198]

Характеристические функции 95 Химический потенциал 148,. 374 Хи. 1ическое равновесие в смеси газов 154 [c.416]

Скорость химической реакции (измеряемая, скажем, ч[ слом прореагировавших в единицу времени молекул) зависит от температуры газовой смеси, в которой она происходит, уве/ нчиваясь вместе с ней. Во многих случаях эта зависиг.юсть очень сильная ). Скорость реакции может при этом оказаться при обычных температурах настоль о малой, что реакция практически вовсе не идет, несмотря на то, что состоянию термодинамического (химического) равновесия соответствовала бы газовал смесь, компоненты которой прореагировали друг с другом. При достаточном же повышении температуры реакция протекает со значительной скоростью. Если реакция эндотермична, то для ее протекания необходим непрерывный подвод тепла извне если ограничиться одним только начальным повышением температуры смеси, то прореагирует лишь незначительное количество вещества, вслед за чем температура газа настолько понизится, что реакция снова прекратится. Совсем иначе будет обстоять дело при сильно экзотермической реакции, сопровождающейся значительным выделением тепла. Здесь достаточно повысить температуру хотя бы в одном каком-нибудь месте смеси начавшаяся в этом месте реакция в результате выделения тепла сама будет производить нагревание окружающего газа и, таким образом, реакция, раз начавшись, будет сама собой распространяться по газу. В таких случаях говорят о медленном горении газовой смеси или о дефлаграции "). [c.662]

Формула (9.18) отражает одну из основных особенностей теплообмена химически реагирующей газовой смеси в явном виде. Из формулы видно, что теплота, переданная в процессе теплоотдачи, определяется разностью полных энтальпий, от вывод можно истолковать следующим образом. Если частица инертного теплоносителя с температурой Tf достигла стенки с температурой то переданная стенке теплота определяется разностью энтальпий, которая пропорциональна разности температур. В химически реагирующем газе изменение температуры частицы означает не только измененне ее энтальпии. Из-за изменения условии химического равновесия в частице произойдут химические реакции с поглощением или выделением теплоты. Переданная частицей теплота определится изменением ее энтальпии и тепловым эффектом химической реакции, т. е, изменением полной энтальпии. [c.364]

Величина кг зависит от скоростей химических реакций и диффузионного выравнивания концентраций. Если скорость химических реакций намного ниже скорости диффузионного переноса, состав смеси в пределе будет замороженным (одинаковым) и Xe-> Kf. При весьма высоких скоростях химических реакций состав смеси будет находиться в локальном равновесии в соответствии с Г в данной области, и теплопроводность такой смеси будет определяться суммой А/+1г, которая может на порядок превышать величину Я/. Таким образом, для химически реагирующих систем понятие- теплофизических свойств включает не только характеристики данного вещества, но и кинетику и тепловые эффекты реакций. Эффективная теплоемкость системы N2O4 в предположении, что компоненты смеси --- идеальные газы, определяется из формулы [1.3] [c.17]

Последующие исследования и практические наблюдения химиков и специалистов показали, что этот способ весьма труден, экономически не всегда выгоден. Было найдено, что предусмотренное способом Винклера получение смеси, состоящей из двух объемов сернистого ангидрида и одного объема кислорода, необоснованно и даже вредно. Точка зрения Винклера о необходимости иметь стехиометрическую смесь в указанных соотношениях объемов реагирующих газов не оправдалась. Здесь не был учтен один из основополагающих законов химии, определяющий основные положения теории химического равновесия,— закон действующих масс, открытый К. М. Гульдбергом и П. Вааге в 1864—1867 гг. Позже Винклер сам лришел к тому же выводу. [c.155]

Символы А — энергия активации, исходная газообразная химическая компонента В —химическая компонента в виде твердой фазы С — газообразный продукт реакции Ср — теплоемкость при постоянном давлении D —коэффициент диффузии / — безразмерная функция (уравнение (6)) i — э нтальпия /С — константа равновесия —весовая доля газа в смеси k — безразмерная концентрация компоненты газа (уравнение (9)) Le — критерий Льюиса е — компонента твердой фазы т — молекулярный вес т—параметр уноса вещества (уравнение (23)) п — порядок реакции Рг — критерий Прандтля — универсальная газовая постоянная Re = — критерий Рейнольдса /- — теплота реакции [c.308]

Рассмотрим, например, газ при определенной температуре и определением давлении, состоящий из водорода и кислорода. Концентрацию каяадого элемента будем считать заданной. Водород и кислород образуют молекулы На, Ог и Н 0 (для простоты пренебрежем более редкими молекулами Н, О, 0 и НзОг). Число молекул воды в газовой смеси, а следовательно и состав газовой смеси при этих условиях, определяются только концентрацией водорода и кислорода. Короче говоря, надо помнить, что независимыми компонентами фазы являются химические элементы, содержащиеся в ней (каждый элемент нужно рассматривать как независимую компоненту, даже если он присутствует не только в своей элементарной форме, но и в химическом соединении с другими элементами). Однако из химии известно, что при определенных условиях химическое равновесие осуществляется через некоторый период времени, чрезвычайно длительный по сравнению с обычньши интервалами времени. Таким образом, [c.79]

Рассмотрим смесь газов А ,. . . , Аг и В ,. . . , Вз при температуре Т, заключенных в сосуд определенного объема V и химически взаимодействующих согласно уравнению (135). Когда смесь внутри сосуда принимает участие в хшижческих реакциях, то концентрация различных газов изменяется, в результате чего изменяется также свободная. энергия смеси. Выведем условие равновесия химических реакций из требования минимальности свободной энергии. Для этого следует сначала найти выражение для свободной энергии смеси газов с заданными концентрациями. [c.94]

Известно также, что условия химического равновесия таких систем, как газ — жидкий конденсат , тоже изменяются с изменением давления. Поэтому при снижении давления в газоконденсатных смесях ниже давления начала конденсации (но выше конца ретроградного испарения) вязкость газовой фазы, ее сжимаемость изменяются вследствие общей зависимости вязкости газа неизменного состава от давления, а также изменения компонентного состава газовой фазы (рис. 25). Результирующей будет новая, еще более сильная связь параметров газа с давлением. При этом вязкость уменьшается с падением давления до давления максимальной конденсации, поскольку на этом участке в жидкую фазу переходят тяжелые компоненты, газовая фаза облегчается, но при дальнейшем снижениидавления начинается обратное испарение, газовая фаза обогащается и вязкость ее растет. График на рис. 24 иллюстрирует соответствующий перелом зависимости вязкости газа от давления в точках начала конденсации. Подчеркнем, что этот эффект вполне аналогичен изменению хода кривой вязкость — давление газированной жидкости при давлении насыщения. [c.193]

Оглавления первой и второй частей идентичны и содержат следующие главы тер.модинамические параметры первое начало термодинамики теплоемкость газов ос1ювные процессы с газами смеси идеальных газов второе начало термодинамики характеристическне функции и дифференциальные уравнения в частных производных термодинамики равновесие фаз реальные газы насыщенный и перегретый пар критическая точка истечение газов и паров дросселирование ко.мпрессор циклы поршневых, газовых, газотурбинных и реактивных двигателей циклы паросиловых установок циклы холодильных машин влажный воздух химическое равновес1 е. [c.374]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...