15. Равновесие химических реакций. Факторы, влияющие на состояние равновесия

Равновесный процесс - это процесс, состоящий из непрерывного ряда равновесных состояний. Равновесное состояние - состояние, в которое приходит система при постоянных внешних условиях, характеризуемое неизменностью во времени термодинамических параметров и отсутствием в системе потоков вещества и теплоты.

Химическое равновесие характеризуется неизменностью числа молекул веществ, составляющих химическую систему, при неизменных внешних условиях, а также:

- самопроизвольное восстановление состояния равновесия после снятия внешнего воздействия, вызвавшего отклонение системы от положения равновесия.

- скорость прямого процесса = скорости обратимого процесса.

- при и при

Рассмотрим некоторые факторы, влияющие на равновесие.

1) Принцип Ле-Шателье: ”Если воздействовать на систему, находящуюся в химическом равновесии, то состояние системы изменится таким образом, что оказанное воздействие ослабляется”.

- температура. В эндотермических реакциях равновесие сместится в сторону образования продуктов реакции, а в экзотермических реакциях равновесие сместится в сторону исходных веществ.

- давление. При уменьшении объема реакционной системы → повышается давление→ в сторону продуктов, при увеличении объема реакционной системы → уменьшается давление→ в сторону исходных веществ.

- концентрация. При избытке исходных реагентов равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции, а при недостатке - в сторону исходных реагентов.

2) Уравнение Вант-Гоффа: .

3) Уравнение изотермы: .

16. Скорость химической реакции и ее зависимость от различных факторов

17. Методы анализа экспериментальных кинетических данных

18. Классификация химических реакций

19. Классификация химических реакторов. Основные требования к промышленным реакторам. Сущность расчета химического реактора.

1) Реактор – это основной аппарат ХТП, в котором происходит химическая реакция и массообмен.

2) 6 основных требований, предъявляемых к реакторам:

- максимальная производительность и интенсивность работы.

- высокая конверсия сырья, выход и селективность продукта.

- минимальные энергетические затраты на реакции.

- легкая управляемость, устойчивость режима и безопасность работы.

- низкая стоимость реактора.

Классификаций:

1) По режиму движения реакционной среды:

- реактор смешения (емкость с перемешивающим устройством)

- реактор вытеснения (трубчатый аппарат, через который движется поток)

Модели реакторов:

- реактор идеального смешения (аппарат, в котором засчет интенсивного перемешивания, все параметры процесса одинаковы во всех точках реакционного объема).

- реактор идеального вытеснения (аппарат, в котором все частицы потока движутся в одном направлении с одинаковой скоростью).

2) По способу организации процесса:

- реактор идеального смешения непрерывного действия (РИС-Н)

- реактор идеального смешения периодического действия (РИС-П)

- реактор идеального вытеснения непрерывного действия (РИВ)

- реактор идеального вытеснения периодического действия - невозможен

3) По условиям теплообмена:

- адиабатический

- изотермический

- политропический

4) По характеру изменения параметров процесса во времени:

- стационарные (параметры процесса в любой точке объема не меняются во времени).

- не стационарные (параметры процесса в любой точке объема меняются во времени).

5) По фазовому составу реакционной смеси:

- аппараты для проведения гомогенных процессов.

- аппараты для проведения гетерогенных процессов.

6) По конструктивным характеристикам:

- емкостные.

- колонные.

- реакционная печь - теплообменник.