Следует отметить, что для данного случая

(2.20)

где ∆ν = (ν _R + ν _S) – (ν _A + ν _B) – изменение числа молей газов в результате реакции. слайд№2.13 до.

С целью наиболее полного использования сырья желательно вести технологический процесс в таких условиях, чтобы получить наиболее высокую равновесную степень конверсии x* исходного вещества. Основными параметрами, влияющими на равновесие химических реакций, является температура, давление и концентрация реагирующих веществ.

Далее слайд 2.14:

Влияние температуры.

Для того чтобы определить влияние температуры на состав равновесной смеси обычно устанавливают функциональную зависимости r=f(K). Вид этой зависимости определяется типом химической реакции. Например, для простой обратимой реакции , протекающей в газовой фазе зависимость r=f(K_Р) может быть получена следующим путем.

Зависимость скорости простой обратимой экзотермической реакции типа выражается уравнением:

(2.21)

где r – скорость суммарной реакции; k₁ и k₂ – константы скорости прямой и обратной реакции.

Для анализа уравнения (2.21) подставим в него:

(2.22)

и получим:

(2.23)

Или

(2.24)

Слайд№2.14 до.

Из уравнения (2.24) следует, что для некоторой постоянной x_A с повышением температуры суммарная скорость реакции с одной стороны должна возрастать за счет увеличения величины , а с другой стороны снижается так как для экзотермической реакции константа равновесия уменьшается при повышении температуры и, следовательно, возрастает 1/К_Р и уменьшается множитель в квадратных скобках. В связи с этим

Далее слайд 2.15:

при повышении температуры скорость вначале увеличивается, достигает максимального значения, а затем снижается (рис. 2.7).


Рис. 2.7. Зависимость скорости r для реакции от температуры.	Рис. 2.8. Зависимость скорости r для реакции от T (x₁<x₂<x₃)

Из уравнения (2.24) так же следует, что при увеличении x_A (при прочих равных условиях) суммарная скорость реакции снижается (рис. 2.8). Поэтому для случая,

когда x₂>x₁ кривая зависимости r₂= φ (T) располагается ниже кривой, соответствующей x₁, а кривая зависимости r₃= φ (T) располагается еще ниже. Прямая АВ при этом является линией оптимальных температур (ЛОТ). слайд№2.15 до.

Далее слайд 2.16:

Для простой обратимой эндотермической реакции типа характер зависимости r = φ (T) также может быть установлен на основе уравнения (2.24). При повышении температуры скорость реакции возрастает за счет увеличения как значения так и значения К_Р. При увеличении х_А (при прочих равных условиях) общая скорость реакции снижается (рис. 2.9).


Рис. 2.9. Зависимость скорости r от Т для реакции (x₁<x₂<x₃)	Рис. 2.10. Зависимость равновесной степени превращения x* от Т: 1 – экзотермическая реакция; 2 – эндотермическая реакция.

слайд№2.16 до. Далее слайд 2.17:

Обычно для оценки влияния температуры на эффективность протекания обратимых реакций устанавливают функциональную зависимость х* от константы равновесия: x*=f(K_P). Вид этой зависимости определяется типом химической реакции. Например, для простой обратимой реакции зависимость x*=f(K_P) может быть получена следующим путем.

Константа равновесия этой реакции выражается уравнением:

(2.25)

где , - парциальное давление вещества A и R в состоянии равновесия.

Определим значения и и подставим их в уравнение (2.25).

Для рассматриваемой реакции имеем:

	(2.26)
или
,	(2.27)

где Р – общее давление.

Слайд№2.17 до.

Далее слайд 2.18:

Подставив в уравнение (2.25) полученные значения и находим:

(2.28)

Откуда:

(2.29)

Для реакции аналогично можно получить:

(2.30)

Следует отметить, что зависимость x*=f(K_P) является одной из самых главных показателей в химической технологии, поскольку величина х* характеризует максимально возможное извлечение целевых продуктов из перерабатываемого сырья.

Вид функциональной зависимости x*=f(K_P) для реакций, протекающих с выделением тепла, х* уменьшается при повышении температуры, а для реакций, идущих с поглощением тепла – возрастает. Такой характер зависимости вытекает из уравнений 2.29 и 2.30. слайд№2.18 до.

Далее слайд 2.19:

Влияние температуры на равновесие, т.е. функциональную зависимость K_P=f(T), можно выразить также уравнением изобары Вант-Гоффа, которое имеет вид: