3.Термодинамические закономерности хим.Процессов и их использование в технологич.Расчетах.

Терм.закон-ти позволяют предсказать самопроизвольное протекание реакции; по каким направлениям осущ-ся хим.превращение.

Направление протекание реакции опред-ся энергией Гиббса:

(зависимость энергии Гиббса от темп-ры)

Ур-е Вант-Гоффа:

Т.к.при равновесии Gt=0, то Kp-константа равновесия.

(или +Qp)

Х*-равновес.степень превращения =>

или

;

Если

по принципу Ла-Шателье-Брауно:

Равновесие можно сместить в нужную нам сторону след.путями: 1)добавить более дешевое в-во; 2)вывод продуктов из реакции;3)для процессов с увеличением объема введение инерта сдвигает равновесие в сторону продуктов.

Давление: если р-я протекает с ум.объема, то ув.давления приведет к большему приращению(Хр).Если р-я протекает с ув.объема,равновесие сдвинется в сторону ↓Хр. Инертное в-во:добавление инертного в-ва равнозначно уменьшению давления.Температура:увеличение Х*(Хр):повышение температуры для экзотер.р,,понижение для экзотерм.

4.Кинетические закономерности химических процессов. Скорость реакции и скорость вещества. Схема превращения вещества.

Схема превращения показывает всевозможные пути превращения в реакц.среде. Кинетика хим.р.показывает как и с какой скоростью превр-ся в-ва.Схема превращ.окисл-я аммиака:

}

Происходит дальшейшее превращ-е NO

При Т=900*С ; NO-целевой продукт,использ-ся для получения HNO3.

Схема превращения состав-ся из частных р.(этапов)(1,2)

Скорость превращения в-ва – изм-е кол-ва исх.в-ва в ед.времени на ед.реакц.пространства.

- исх.в-во

-целевой продукт

Но W=S/t, S>0,t>0 =>скорость отриц.быть не может=>надо брать модуль

= const = r(скорость хим.р)

r=dc/dt-изм-конц.во времени; r=f(c,t,p,kt,h(ню),энерг)

На скорость химической реакции также влияют следующие условия и параметры:

1) природа реагирующих веществ

2) температура. При повышении температуры на каждые 10 °С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа)

3) концентрация.Для веществ в растворенном состоянии и газов скорость химических реакций зависит от концентрации реагирующих веществ. 4)площадь поверхности реагирования.Для веществ в твердом состоянии скорость прямо пропорциональна поверхности реагирующих веществ

5 )катализатор.Скорость реакции зависит от катализаторов, веществ которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не расходуются.

-ур-ие Аррениуса(конст.скор.р)

5.Гомогенные процессы. Кинетическая модель для простых необратимых реакций различного порядка. Аналитические и графические зависимости: r(c),r(t),r(X),c(t).Теоретический оптимальный режим.

Гомогенные хим.процессы протекают в одной фазе, чаще газовой или жидкой, в кот.выравниваются усл-я протекания р-ии во всем выбранном объеме.

Отсутствуют процессы массо- теплопереноса =>скорость зависит только от С и Т.

Простая р-я . Кинетич.ур-е:

r(c) r(x)

r(T) при T=const r(c2)>r(c1)

->

-> =>

T2>T1 =>Оптимальный режим проведения простой реакции:max C и max T

6.Гомогенные процессы. Кинетическая модель для простых обратимых реакций. Аналитические и графические зависимости: r(c),r(T),r(x),c(t),x(T).Лнния оптимальных температур.Теоретический оптимальный режим.

Гомогенные хим.процессы протекают в одной фазе, чаще газовой или жидкой, в кот.выравниваются усл-я протекания р-ии во всем выбранном объеме.

Отсутствуют процессы массо- теплопереноса =>скорость зависит только от С и Т.

=

Т.к.скорость р-ии зависит от конц-ии 2х компонентов =>серия кривых при разлиных значениях Cr

1)экзотерм.р=>E1<E2

Е 2>E1

=>общая скорость возрастает

дельта r1-приращение прямой скорости

Если с1>c2>c3>c4

м аксимумы могут совпадать, а могут и отличаться;

-линия оптимальных температур(r=max)

=>экзотерм.р. нужно проводить при max C и по линии оптимальных температур.

2)эндотерм.р-я=> E2<E1

Чтобы покрыть эту разницу, надо взять извне тепло(дельта Н)

с1>c2>c3>c4

=>эндотерм.р.нужно проводить при макс.С и макс.Т