Laboratornaya

  • 14 марта 2012 г.
  • 1781 Слова
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии органического и нефтехимического синтеза

Экспериментальное определение термодинамических функций и расчет равновесного состава химических реакций на примере термического разложения карбоната кальция

Методические указания к лабораторному практикуму

Волгоград2011

УДК 542.48 (075.5)

Рецензент:

канд. хим.наук, доцент кафедры ФАХП Г.П.Духанин

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета.

Экспериментальное определение термодинамических функций и расчет равновесного состава химических реакций на примере термического разложения карбоната кальция: метод указ. клабораторному практикуму /Сост. К.Ф.Красильникова, Ю.В.Попов, Т.К.Корчагина / - Волгоград, 2011 — 15 с.

Методические указания к данной лабораторной работе посвящены ознакомлению с термодинамическими закономерностями процесса разложения карбоната кальция. Приводятся расчеты основных термодинамических функций.
Предназначены в помощь студентам специальности 24041 очной и очно-заочной формы обучения.

© Волгоградскийгосударственный
технический университет, 2011



1. Цели и задачи
Целью данной лабораторной работы является экспериментальное исследование химического равновесия, на примере топохимического процесса разложения карбоната кальция.
СaCO3 ↔ CaO + СО2 ↑. (а)
(А) (B) (C)
В результате выполнениялабораторной работы студент должен осуществить реакцию термического разложения карбоната кальция, освоить конкретную экспериментальную методику, определить экспериментально зависимость Кр от температуры. Рассчитать равновесный состав реакционной массы, а также термодинамические функции изучаемого процесса.
Студент должен:
* знать теоретические основы прикладной термодинамики химических процессов.* уметь экспериментально осуществить разложение карбоната кальция, определить показатели процесса и в соответствии с индивидуальным заданием выполнить требуемые расчёты.
* владеть навыками экспериментальной работы исследования химического равновесия.
2. Теоретические основы термодинамики химических процессов.
Химико-технологические процессы подразделяются на обратимые и необратимые. Вдействительности все химические реакции обратимы, так как при определенных условиях любой химический процесс может протекать с заметной скоростью, как в прямом, так и обратном направлении.
В состоянии химического равновесия скорости прямой и обратной реакции уравновешиваются, а состав реакционной смеси остается неизменным до тех пор, пока не изменятся условия (C, P или Т). Константу равновесия при даннойтемпературе и постоянном соотношении исходных реагентов для идеальных систем находящихся в состоянии жидкости или газа можно найти из выражений:

Kc=∏Cjvj∏Civj; Kp=∏Pjvj∏Pivj ; KN=∏Njvj∏Nivj; (2.1)

где Cj, Ci – концентрация продуктов и реагентов в состоянии равновесия,
Pi, Pj – соответственно парциальные давления исходных веществ и продуктов реакции.Nj ,Ni – мольные доли продуктов (j) и исходных веществ (i) в
состоянии равновесия.
Следует также отметить, что на состояние равновесия кроме соотношения реагентов или давления, значительное влияние оказывает температура реакции.
В химической технологии наиболее распространены процессы протекающие при постоянном давлении, для которых зависимость KP от температуры при постоянномдавлении выражается уравнением изобары Вант-Гоффа:

dlnKPdT P=ΔHr,T0RT2; (2.2)


где ΔH0r,T – тепловой эффект реакции
Из этого уравнения следует, что при ∆Hr,T0 > 0 (эндотермическая реакция) KP возрастает при повышении температуры, а при ∆Hr,T0 < 0 (экзотермическая реакция) при повышении температуры KP уменьшается....
tracking img