Расчет состава диссоциированного газа. Понятие о степени диссоциации газа

При нагреве до высоких температур газа может происходить его диссоциация. Диссоциация это распад вещества на простые элементы. Получим выражение для расчета степени диссоциации газа, молекулы которого распадаются на две одинаковые частицы при заданных давлении и температуре.

Химическая реакция диссоциации где или где .

Степенью диссоциации a называется отношение количества вещества А ₁, которое диссоциирует к моменту равновесия (n ₂/2), к количеству данного вещества A ₁ перед диссоциацией при фиксированных значениях давления и температуры:

. (1)

При - диссоциация отсутствует. При - полная диссоциация. При - частичная диссоциация.

Обозначим: n ₁ – значение числа молей вещества А ₁ к моменту равновесия; n ₂ – значение числа молей вещества А ₂ к моменту равновесия. Тогда ; и суммарное число молей к моменту равновесия ХР:

Молярные доли в момент равновесия равны

(2)

для вещества левой части уравнения ХР и

(3)

для вещества правой части уравнения ХР.

Закон действующих масс для этой ХР имеет вид:

(4)

где Па. После подстановки в выражения для и значений х ₁ и х ₂ по (2) и (3) имеем:

и .

Подставляя полученные значения и в (4), имеем:

, (5)

т.е. .

Окончательно имеем:

(6)

Формула (6) используется для расчета степени диссоциации газа, молекулы которого распадаются на две одинаковые частицы, в зависимости от константы равновесия химической реакции К_р при заданных р и Т. В выражении (6) К_р =К⁰ (Т) определяется из таблиц индивидуальных веществ.