10. Расчет равновесного состава обратимых химических реакций.

Зная Кp можно pасчитать состав реакционной массы обратимых реакций и определить максимально возможный (теоретический) выход целевого продукта реакции или равновесную степень пpевpащения.Равновесный состав реакционной массы обратимых реакций находят решением уравнения действующих масс.

Рассмотрим следующую обратимую реакцию

А + 2 В -----> C

<------

если реакция идет в газовой фазе при условии что газы можно считать идеальными, то закон действия масс для указанных реакций запишется так

Рс

Кр= ---------- где Pа, Рв, Рс- парциальные давления компонентов в равновесной системе

Ра*Рв2

Парциальные давления любых компонентов находят по закону Дальтона

n i

Рi = --------- *P общ Р i = N i*P общ

E n i

подставим Р i получим уравнение

Nc*P общ Nc

Кр = ---------------------------------- = ------------------------

Na* P общ *Nb2*P2 общ Na*Nb2*P2 общ

-2

Кр = Кn*P общ

Т.О. решение задачи по определению состава равновесной смеси обратимой хим.реакции сводится к определению мольных долей компонентов смеси , так как

Р общ в процессе обычно известно

Определяем мольные доли веществ в состоянии равновесия . Для этого составим таблицу баланса молей

БАЛАНС МОЛЕЙ ДЛЯ РЕАКЦИИ

А + 2В = С

статья расхода	na	nв	nc
исходная смесь	а	в	-
образовалось	-	-	х
израсходовалось	х	2х	-
осталось в состоянии равновесия	а-х	в-2х	х

1. Определяем сумму молей в состоянии равновесия

n = а-х+в-2х+х= а + в - 2х

2. Выразим мольные доли веществ

Na = (a - x ) / (a + b + - 2x )

N b = (b - 2x)/ (a + b + 2x)

x

Nc = ----------------

a + b + 2x

5. выразим константы равновесия Кn

x

---------------------

a + b - 2x

Kn = ------------------------------------

a- x (b - 2x)2

----------- * --------------

a+b-2x ( a+b-2x)2

6. Запишем уравнение для константы равновесия Кр и решим его относительно Х

х*( a + b - 2x) 2 -2

Кр=--------------------------- *Pобщ

(a-x)* ( b - 2x) 2

7. рассчитаем мольные доли веществ

NA , NB , NC

Этот метод пригоден для любых типов обратимых реакций протекающих в газовой или жидкой фазы . В последнем случае Кр непосредственно через мольные доли компонентов равновесной реакционной смеси.