Углерода с водяным паром и реакции водяного газа

Термодинамические характеристики реакций

    Для данных реакций (11), (12) и (5)  связаны со стандартными изменениями энергии Гиббса реакций образования реагентов  следующими выражениями:

С + Н₂О = Н₂ + СО              (11)

С + 2Н₂О = 2Н₂ + СО₂                 (12)

Н₂+СО₂=СО+ Н₂О      (5)

Подставляя необходимые для вычислений значения  или , получаем:

 = –110560 – 89,875 Т –(– 246115 + 54,12 Т) = 135555–144 Т, (Дж)

 = –393260 – 2,29 Т – 2 (– 246115 + 54,12 Т) = 98970–110,35 Т, (Дж)

 = 135555–144 Т – (98970–110,35 Т) = 36585–33,47 Т, (Дж)

Графически температурные зависимости  реакций неполного и полного взаимодействия углерода с Н₂О и реакции водяного газа представлены на рис. 4.

 

 

Рис.4.Температурные зависимости  реакций взаимодействия углерода с Н₂О.

 

Точка пересечения прямых (11) и (12)соответствует равенству  или  и соответствует температуре Т ¹ =36585/33,47 = 1093 К

Оценка вариантности системы и определение числа параметров,

Необходимых для термодинамического описания и расчета равновесного

Состава газовой атмосферы

Правило фаз Гиббса

f = k + 2 – n,

где f – число степеней свободы системы, вариантность системы;

k – число независимых компонентов;

n – число фаз.

Число независимых компонентов k = q–r,

где q – общее число веществ в системе; r – число независимых реакций между ними.

 

Частные равновесия (система C – Н – О, при наличии твердого углерода)

С + Н₂О = Н₂ + СО;                                              (11)

С + 2Н₂О = 2Н₂ + СО₂.                                         (12)

k = 3; n = 2 → f = 3

 

Методика расчета состава равновесной газовой фазы при взаимодействия