11. Реация горения со

Р-ция горения СО может быть записана СО+1/2О₂=СО₂ (1). Качественную оценку изменения параметров системы на протекание р-ции (1) можно выполнить при помощи принципа Ле-Шателье и правила фаз Гиббса С=k+n-f (2). В рассм. системе k=2, f=1. Если же из внешних факторов, влияющих на состояние равновесия указано только Т и Р, то из (2) следует С=3. То что у системы 3 степени свободы показывает на то что для однозначного определения равновесного состава необходимо указать Т, Р и какую-либо постоянную величину, связанной с конц-цией взаимодействия. При ув-нии Т и Р=const равновесие экзотерм. р-ции (1) смещается в направлении диссоциации СО₂. Горение протекает с уменьшением объема взаим в-в. Поэтому с увеличением Р при неизменной Т способствует протеканию р-ции в направлении образования дополнительного кол-ва СО₂ если для сжигания СО используется воздух, то в систему вносится еще 1 компонент N₂. Введение в систему N₂ при неизменных Т и Р влияет на изменение равновесного состава газовой смеси. Константа равновесия (К_р) реакции 1 можно определить (3). Состав газовой смеси принято выражать в объемных конц-циях, при этом связь Р и объемной конц-ции будет (4) (%i) - концентрация компонента i в объемных процентах. (4) подставим (3) (5) При заданном составе газовой смеси направление протекания р-ции 1 определяется (6) Согласно (6) протекание р-ции возможно только при тогда (7). Окислительный потенциал при протекании р-и 1 может быть охарактеризован (8) Анализ ур-ия (8) позволяет сделать след выводы 1) для газовой смеси с const соотношением м/у СО и СО₂ величина равновесного парционального Р зависит только от Т. (так как зависит только от Т); 2)при Т численное значение К_р а окислительный потенциал ; 3) при T=const величина опр-ся соотношением м/у объемными концентрациями СО и СО₂, а окислительный потенциал повышается при процентного содержания СО₂ и убывает при увеличении СО.

13. Реакция водяного газа

Р-ция вод. газа описывается ур-ем: СО₂+Н2=Н20+СО (17). Р-цию (17) можно рассматривать как результат последовательного протекания реакций диссоциации CO2 и окисления водорода. СО2=СО+ ½ О2; Н2+ ½ О2=Н2О=>СО2+Н2=Н2О+СО. При этом (18). Анализ р-ции (17) с использованием правила фаз Гиббса показывает, что система состоит из 4 в-в, связанных одним ур-ем р-ции. Следовательно К = 3. Все они нах-ся в газовой фазе, поэтому С = 3 + 2 – 1 = 4. Наличие у сист. 4 степеней свободы означает, что для однозначной хар-ки состава равновесной газовой смеси необх. указать T, P и содержание двух ее компонентов (или соот-ие м/у ними). В соответствии с принципом Ле-Шателье повышение T способствует протеканию эндотермической р-ции (17) в направлении образования доп. кол-ва H₂O. Так как протекание р-ции вод. газа не сопровождается изменением объема вз-х в-в, изменение P в системе не отражается на величинах их равновесных конц-ций. Станд. зн-ие изменения энергии Гиббса р-ции (17) становится равным нулю при T=1083К. Поэтому любая газ. смесь, соот-ие м/у конц-циями компонентов, кот-ой отвечает усл-ю: (19), при этой Т нах-ся в состоянии равновесия. Протекание р-ции вод.газа сопровождается малым тепловым эффектом, поэтому изменение Т не оказывает сильного влияния на величину константы равновесия р-ции. Это означает, что в широком интервале Т константа равновесия реакции (17) мало отличается от 1. При этом в составе равновесной газ. смеси могут присутствовать дост. большие кол-ва каждого из вз-их газов, что позволяет считать р-цию вод. газа практически полностью обратимой.