Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Шефер Г. -> "Химические транспортные реакции" -> 13

Химические транспортные реакции - Шефер Г.

Шефер Г. Химические транспортные реакции. Под редакцией доктора хим. наук, проф. Н.П. Лужной — М.: Мир, 1964. — 189 c.
Скачать (прямая ссылка): shefer.djvu
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 57 >> Следующая

Как уже было отмечено, особое практическое значение имеет такой транспорт вещества, который можно
Выход и термодинамические параметры транспортной реакции 45
представить как перемещение газа между двумя рав-нов-есными зонами. В этом случае величину АР можно принять равной разности равновесных давлений, которые в свою очередь выражают через основные термодинамические параметры реакции.
При установившемся режиме движения газа в соответствии с разделом 2.3 разность парциальных давлений является непосредственной мерой количества перенесенного вещества. Проанализируем теперь влияние энтальпии и энтропии реакции (АЯ° и А^0^ на величину АР. В качестве примера рассмотрим реакцию простейшего типа
А(ТВ) + В(Г) = С(Г) ,
которая проводится при определенных условиях: 2Р = = 1 от, Т\ = 1073°К и Т2 = 1273°К. Выводы, полученные при анализе такой реакции, не зависят, однако, ни от типа реакции, ни от условий ее проведения. Зависимость АР от стандартных значений АЯ° и А5°, полученная расчетным путем, представлена на рис. 11 [10].
Для того чтобы характеризовать транспортные свойства гетерогенных равновесных систем, можно сформулировать несколько правил, которые очевидны либо вообще без доказательства, либо могут быть объяснены с помощью рис. 11 [10]. Эти правила позволяют быстро оценить пригодность той или иной гетерогенной реакции для транспорта вещества. Способ записи условий реакции прежний (см. начало гл. 2, стр. 14).
1. При химической реакции транспорт вещества может происходить лишь в том случае, если твердая или жидкая фаза фигурирует только в одной части уравнения *.
2. Реакция, которая в равновесных условиях сильно смещена вправо или влево, не приводит к заметному транспорту вещества (см. рис. 11 — большие абсолютные значения АН0). При выборе гетерогенной системы, пригодной для транспорта вещества, в качестве первейшего условия обязательно выполнение нижеследующего
* См., однако, «сопряженный транспорт вещества», раз дел 5.2.2.
?80 * АРВЮ*
I I
ДН°[кнал]-
-20 -15 -10 -5
-20 -15 -10 -5
-20-15-10-5^ ДРВ-Ю3 | -10
-со
АН°[кмал]—-+5 10 15 20 25 30
г
I_I
рп АН°[ккст]—*-т +5 10 15 20 .25 30
А5°= Оле.
А8°=+1,4э.е.
А5°=+4,бз.е.
т20
ДН°[ккал]-
-20-15 -10 -5_2()
Г40 АРл-Ю3]-^
д
5 10 15 20 25 30 .„
1 ДБ° = +9,2э.е.
-200х-
'} — 'г 'г ~*~ Ч
(Направление транспорта)
Рис. 11. Транспорт вещества по реакции
А(тв)+В(г)= С(г)при 1273/1073°К И2Р=1 ат.
при изменении Д Н°, но постоянном ДЯ0.
др =р _р
в в(2) в(1)
Выхоо и термодинамические параметры транспортной реакции 47
требования: равновесие системы не должно быть резко смещено ни вправо, ни влево.
3. Направление транспорта вещества определяется знаком энтальпии реакции (АН). При экзотермических реакциях транспорт осуществляется в направлении Т\-*Т2, при эндотермических — в направлении Гг-^-Гь Если АН° = 0, то и АР равно нулю; в этом случае перенос твердой или жидкой фазы не происходит *.
4. Каждому значению А5°, отличающемуся от нуля, соответствует только одно значение АН0, которому отвечает максимальный по количественному выходу транспорт вещества.
5. При значениях А5°, достаточно отличающихся от нуля (5г10 э.е.), значительный транспорт возможен только в том случае, если АН0 и А5° имеют одинаковый знак; выход транспортной реакции возрастает, если значение \ogKp близко к нулю.
6. Если величина А5° мала, то в зависимости от знака АН0 транспорт вещества может происходить либо из зоны с температурой Т\ в зону с более высокой температурой Гг, либо, наоборот, от Гг к Т\ (см. рис. 11, а, б, в). Это особенно справедливо для реакций, идущих без изменения мольных количеств газообразных веществ. При малых значениях А5° максимальный транспорт вещества происходит при малых, но отличных от нуля значениях \ogKp. Если А5° = АЯ° = \ogKp = О, то в соответствии с правилом 3 транспорт вещества не происходит.
7. Из правила 5 следует также, что для реакции, которая характеризуется достаточно большим (^10 э. е.) положительным значением энтропии А5° (количество молей веществ в газовой фазе возрастает), можно ожидать эффективного транспорта только в направлении от зоны с более высокой температурой Т2 в зону с более низкой температурой Т\. Напротив, при
* Последняя фраза подразумевает, что разность мольных теплот исходных веществ и полученных в результате транспортной реакции АСр= 0 и термическая диффузия отсутствует. Следует, однако, учитывать, что сформулированное выше правило справедливо для всех практических задач, даже если указанные условия выполняются нестрого.
48 Экспериментальные и теоретические основы
отрицательном значении А5° «;—10 э.е.) транспорт значительных количеств вещества может происходить только из зоны с Т\ в зону с Гг.
8. Максимальное значение выхода транспортной реакции возрастает при увеличении численного значения А5° (знак А5° роли не играет), если одновременно в ту же сторону изменяется АН0; при этом абсолютная величина АР становится больше (см. правую часть рис. 11, в, г, д).
9. Изменение температуры может сильно влиять на выход транспортной реакции, если значение \ogKp при изменении температуры резко меняется; это соответствует большой крутизне кривых на рис. 11.
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 57 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed