Расчет равновесия химической реакции в неидеальной системе

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Рассчитать равновесие химической реакции

С2Н4 + С3Н6 → н-C5H10

в неидеальной системе.

IЭтап

Составить таблицу для термодинамических данных предоставленной химической реакции

Соединение

fH0298

S0298 кал/моль*К

fG0298

ккал/моль

Cp

ккал/моль

a

b*103

c*106

C2H4

12,496

52,45

16,282

10,41

1,003

36,948

-19,331

C3H6

4,879

63,8

14,99

15,27

0,79

56,372

-28,107

C5H10

-5

82,65

18,96

26,19

1,788

101,454

-55,427

II Этап

По закону Гесса рассчитать изменения энтальпии и энтропии реакции, а также разность коэффициентов ∆a, ∆b, ∆c.

rH0298 = ∑j’*H0298 - ∑j*H0298

rH0298 = -5 – 4.879 – 12.496 = -22.375 ккал

rS0298 = -33.6 кал/К

∆a = - 0.005

∆b = 8.134*10-3

∆c = -7.989*10-6

Ш Этап

По формуле Темкина - Шварцмана рассчитать изменение энергии Гиббса ∆G в интервале от 300 до 900 К с шагом 1000. Построить таблицу и график зависимости ∆G0Т = ∆rH0298 – Т(∆a*M0 + ∆b*M1 + ∆c*M2)

T

M0

M1

M2

300

0

0

0

400

0,0392

0,013

0,0043

500

0,1133

0,0407

0,0149

600

0,1962

0,0759

0,0303

700

0,2794

0,1153

0,0498

800

0,3597

0,1574

0,0733

900

0,4361

0,2012

0,1004

При Т=300 К

∆G0300 = -22,375 + 33,6*300/1000 –300*(0*1,788 + 0*101,454 – 55,427*0)

∆G0300 = -12,3 ккал

При Т=400 К

∆G0400 = -22,375 + 33,6*400/1000 –400*(0,0392*1,788 + 0,3*101,454 – 55,427*0)

∆G0400 = -37,4 ккал

При Т=500 К

∆G0500 = -111,3 ккал

При Т=600 К

∆G0600 = -226,8 ккал

При Т=700 К

∆G0700 = -375,9 ккал

При Т=800 К

∆G0800 = -549,8 ккал

При Т=900 К

∆G0900 = -741,2 ккал

T, К

∆G, ккал

300

-12,3

400

-37,4

500

-111,3

600

-226,8

700

-375,9

800

-549,8

900

-741,2

Реакции находятся на удалении от состояния равновесия (т.к ∆G≠0),

Так как ∆G<<0, то равновесие реакции смещено в сторону образования продуктов реакции, в сторону прямой реакции.

IV Этап

Вычислить lnKf  и Kf для интервала Т с шагом 1000. Построить н\графики зависимости lnKf  и Kf  от Т.

∆G0Т = - RTlnKf – нормальное хим. сродство.

, где R=1,987 кал/к

При Т=300 К

по аналогии рассчитываем lnKf для других температур.

T

LnKf

Kf

300

20,626

9,07E+08

400

47,071

2,77E+20

500

112,029

4,50E+48

600

190,244

4,19E+82

700

270,239

2,31E+117

800

345,882

1,64E+150

900

414,467

1,00E+180

V Этап

Составить закон действующих масс через отношение летучестей.

С2Н4 + С3Н6 → C5H10

f = γ*p

VI Этап

Для химической реакции определить приведенные давления для давлений 1; 50; 100; 150 атм и приведенные температуры для указанного интервала с шагом 1000С. По приведенным давлениям и температурам определить коэффициент фугитивности γ.

τ=Т/Ткр         π=р/ркр

 

Вещество

р, атм

ркр, атм

π

Т, К

Ткр, К

τ

γ

С2Н4

1

50,5

0,020

300

283

1,060

1

1

50,5

0,020

400

283

1,413

1

1

50,5

0,020

500

283

1,767

1

1

50,5

0,020

600

283

2,120

1

1

50,5

0,020

700

283

2,473

1

1

50,5

0,020

800

283

2,827

1

1

50,5

0,020

900

283

3,180

1

С2Н4

50

50,5

0,990

300

283

1,060

0,73

50

50,5

0,990

400

283

1,413

0,91

50

50,5

0,990

500

283

1,767

0,97

50

50,5

0,990

600

283

2,120

0,98

50

50,5

0,990

700

283

2,473

0,98

50

50,5

0,990

800

283

2,827

0,99

50

50,5

0,990

900

283

3,180

1

С2Н4

100

50,5

1,980

300

283

1,060

0,48

100

50,5

1,980

400

283

1,413

0,83

100

50,5

1,980

500

283

1,767

0,93

100

50,5

1,980

600

283

2,120

0,96

100

50,5

1,980

700

283

2,473

0,97

100

50,5

1,980

800

283

2,827

0,98

100

50,5

1,980

900

283

3,180

0,99

С2Н4

150

50,5

2,970

300

283

1,060

0,38

150

50,5

2,970

400

283

1,413

0,76

150

50,5

2,970

500

283

1,767

0,9

150

50,5

2,970

600

283

2,120

0,96

150

50,5

2,970

700

283

2,473

0,97

150

50,5

2,970

800

283

2,827

0,98

150

50,5

2,970

900

283

3,180

0,99

Похожие материалы

Информация о работе