Министерство образования Российской Федерации

Московский Государственный Университет Тонких Химических Технологий

им. М.В.Ломоносова

Кафедра физической химии.

Домашнее задание на тему:

«Расчет химического равновесия»

Вариант 6

Работу выполнил: Горшков Д.М.

Студент группы: Х-32

Руководитель работы: Зобнина А.Н.

МОСКВА 2014

Введение.

Термодинамика, как раздел физической химии, изучает зависимости термодинамических свойств веществ от их состава и агрегатного состояния.

Химическая термодинамика базируется, прежде всего, на трех началах термодинамики.

Первое начало термодинамики и его важнейшее следствие – закон Гесса – позволяет рассчитать тепловые балансы различных процессов, в том числе и химических реакций.

Второе начало термодинамики (или второй закон термодинамики) позволяет установить, как изменение внешних условий (например, температуры, давления) влияет на равновесие и, следовательно, какими они должны быть, чтобы рассматриваемый процесс мог совершаться самопроизвольно (то есть без затраты работы извне) в нужном направлении и с оптимальными результатами.

С помощью третьего закон термодинамики (закона об абсолютном значении энтропии) можно вычислить константу равновесия химической реакции, а следовательно, и максимально возможный выход продукта реакции, не прибегая к опытному ее определению ни при одной из температур.

Химическая термодинамика широко используется в нефтехимической, топливной, металлургической и других отраслях химической промышленности, а также в смежных отраслях, таких как физика, биология, геология, геохимия и др.

Целью термодинамического расчета является выбор оптимальных условий протекания химических реакций с максимальным выходом целевых продуктов. Экспериментальным путем остается лишь найти условия, благоприятствующие протекания процесса с достаточной скоростью.

Условия расчета:

Реакция	T,K	P,атм	n1	n2	n3	n4	M
С2Н6=C2H4+H2	1375	8	1,8	2,2	5	-	0,5

Все вещества в данной реакции являются газами.

При записи уравнений будем использовать следующие обозначения:

1. Индекс «i» всегда будет относится к конечным продуктам

2. Индекс «j» к исходным

3. Индекс «k2 к любому участнику реакции.

ΔΗ⁰_T – стандартное изменение энтальпии при данной Т (кДж/моль, Дж/моль)

ν_k – стехиометрические коэффициенты компонентов реакции

Т – температура в кельвинах

Δ_rH°_T - стандартный тепловой эффект реакции при заданной Т

С_р – изобарная теплоемкость вещества (Дж/моль*К)

S⁰_Т – стандартная энтропия вещества (Дж/моль*К)

Δ_rC_p – изменение теплоемкости в ходе химической реакции.

ΔН_j ΔK_j – константы интегрирования уравнение Кирхгофа и Вант-Гоффа

Δ_rG°_T – стандартное изменение энергии Гиббса (кДж/моль, Дж/моль)

Δ_rG_T – изменение энергии Гиббса в ходе процесса (кДж/моль, Дж/моль)

К_р , К_р – константы равновесия реакции, выраженные через парциальные давления или молярные концентрации компонентов соответственно

N – количество вещества (моль)

X – молярная доля компонента

R – газовая постоянная

α – количество вещества, прореагировавшего в реакции