Влияние изменения концентрации. Согласно принципу смещения уменьшение концентрации одного из компонентов вызывает сдвиг химического равновесия в сторону образования этого компонента.
Уменьшение концентрации азота в равновесной системе:
N2 + 3H2=2NH3
вызовет смещение равновесия в сторону диссоциации аммиака.
Влияние изменения давления для рассматриваемой выше реакции,находящейся в химическом равновесии, определяется изменением объёма, которым сопровождается эта реакция.
Уменьшение общего числа молекул в равновесной системе >
N2 + 3H2=2NH3
Увеличение общего числа молекул в той же системе <
Реакция, идущая в направлении образования аммиака, сопровождается уменьшением объёма. Уменьшение объёма обусловливается тем, что вместо четырёх молей исходных продуктов образуются только два моля аммиака в конечном продукте реакции. Повышение давления при постоянной температуре и постоянных количествах реагирующих веществ может осуществиться только путём уменьшения объёма системы, т. е. соединением водорода с азотом с образованием аммиака. Итак, увеличение давления способствует образованию аммиака. Уменьшение давления, наоборот, способствует диссоциации аммиака.
В общей форме влияние изменения давления на положение равновесия можно выразить следующим образом: повышение давления в равновесной химической системе благоприятствует образованию веществ, занимающих в данных условиях меньший объём, т. е. усиливает то из направлений процесса, которое сопровождается уменьшением объёма. Понижение же давления действует в противоположном направлении.
Значительные изменения объёма могут происходить в реакциях, в которых участвуют газы. В процессах же, протекающих в жидких и твёрдых фазах, значительных изменений объёма происходить не может. Поэтому в таких процессах изменением давления не удаётся достичь значительных смещений равновесия, как это часто удаётся в реакциях с участием газообразных продуктов.
Если в процессе обратимой химической реакции общее число молекул не меняется, изменение давления не влияет на состояние химического равновесия системы. Так, например, реакция, протекающая по уравнению H2 + J2 = 2HJ, не сопровождается изменением общего числа молекул в системе. Вследствие этого степень диссоциации йодистого водорода при данной температуре остаётся постоянной, несмотря на то, что давление может увеличиваться в несколько раз.
Приложение принципа смещения равновесия к технологическому процессу синтеза аммиака даёт указание на наиболее благоприятные условия осуществления этого процесса: это — применение высоких давлений при оптимальных температурах.
В таблице 15 приведено содержание аммиака в равновесии с азотно-водородной смесью в зависимости от температуры и давления.
Из данных этой таблицы видно, что наиболее благоприятными условиями для выхода аммиака являются давление, равное 1000 атм, и температура 300° С.
Do'stlaringiz bilan baham: |