Химическое равновесие в неидеальных газовых системах. Методы расчета фугитивности

Оглавление

Введение  3

1.Химическое равновесие в идеальной газовой системе  5

2.Термодинамический расчет химического равновесия в неидеальной газовой системе  14

2.1Коэффициент летучести. Методы расчета коэффициента летучести.  14

2.1.1 С помощью коэффициента сжимаемости 16

2.1.2. По коэффициенту летучести  17

2.1.3. По уравнениям состояния 19

2.1.4. Приближение  20

2.2 Расчет химического равновесия в неидеальной газовой системе 21

2.3. Эмпирические методы расчета критических параметров  23

Практическая часть  27

Заключение  28

Список литературы  29

Приложение  31

Введение

Химики часто работают с таким понятием как химическое равновесие. Адекватно его описывает математический аппарат химической термодинамики. Великий американский физхимик Джозайя Гиббс применил второе начала термодинамики к химическим процессам, что явилось ключом к описанию химического равновесия. Он ввел новый метод изучения термодинамических систем – метод термодинамических потенциалов. В рамках этого метода с помощью преобразования Лежандра были получены новые термодинамические потенциалы, энергия Гиббса и энергия Гельмгольца, которые в своих естественных переменных описывают стремление системы к равновесию. Таким образом труды Гиббса являются фундаментальными для описания протекания химических процессов. Аппарат химической термодинамики получил огромное применение в химической технологии, так как позволяет предсказать результаты и оптимизировать процессы. В процессах производства химических веществ, равновесие может влиять на конечную продукцию, выход продукта, эффективность реакции и другие факторы.Для достижения оптимального химического равновесия могут использоваться различные методы, такие как изменение условий процесса: температуры, давления, концентрации реагентов.Понимание и управление химическим равновесием помогает снизить затраты на производство, повысить производительность и качество продукции, а также уменьшить воздействие на окружающую среду за счет снижения количества отходов.К примеру, в XIX веке, было обнаружено значительное содержание СО в отходящих газах из доменной печи. Было предположено, что это связано с недостаточное время контактирования угля и железной руды. Были затрачены внушительные средства, однако содержание СО не уменьшилось. Однако позднее термодинамическим расчетом было установлено, что в условиях доменной печи реакция не идет до конца и содержание значительное СО неизбежно. Поэтому цель данной курсовой работы рассмотрение химических равновесий в неидеальных газах. В первой главе было данно общее условие наступления химического равновесия и частный случай, если вещества участвующие в химической реакции являются идеальными газами. Это важно так как один из методов описания химического равновесия реальных газов пользуется математическим аппаратом получаемым для описания химического равновесия, в котором участвуют идеальные газы. Во второй главе были рассмотрены методы нахождения фугитивности, и критических параметров. В обоих главах были разобраны примеры расчета равновесного состава.

Список литературы

Полторак О.М. Термодинамика в физической химии : [Учеб. для хим. и хим.-технол. спец. вузов]. - М. : Высш. школа, 1991. – 318 с.

Древинг В.П., Герасимов Я.И., Еремин Е.Н. Курс физической химии : [Для хим. фак. ун-тов] / Под общ. ред. чл.-кор. АН СССР проф. Я.И. Герасимова. Т. 1-. - Москва : Госхимиздат, 1963. - 624 с.

Карякин Н. В. Основы химической термодинамики : Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлениям подгот. дипломир. спец. "Хим. технология неорган. веществ и материалов", "Хим. технология орган. веществ и материалов", "Хим. технология материалов соврем. энергетики", "Энерго- и ресурсосберегающие процессы хим. технологии, нефтехимии и биотехнологии", "Биотехнология" / Н.В. Карякин. - Н.Новгород : Изд-во Нижегор. гос. ун-та ; М. : Академия, 2003. - 462 с.

Основы физической химии [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 011000 - Химия и по направлению 510500 - Химия : в 2 ч. / [В. В. Еремин и др.] ; [ред. Е. Э. Григорьева]. - 4-е изд. (электронное). - Москва : Бином. Лаборатория знаний, 2015-.1: Теория. - 2013. – 319.

Картушинская А.И., Лельчук Х.А., Стромберг А. Г. Сборник задач по химической термодинамике : [Для хим. и хим.-технол. специальностей вузов] / Под ред. проф. А.Г. Стромберга. - Москва : Высш. школа, 1973. - 222 с.

Казанская А.С., Скобло В.А. Расчеты химических равновесий : Сборник примеров и задач : [Для хим.-технол. специальностей вузов] / Под ред. проф. Г.М. Панченкова. - Москва : Высш. школа, 1974. - 288 с. 

Lewis G.N. The Law of Physico-Chemical Change / G.N. Lewis // Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. – 1901. - Vol. 37. № 3. – Р 49-69.

Химическая термодинамика : пер. с англ. / И. Пригожин, Р. Дефэй ; под ред. канд. хим. наук В. А. Михайлова. - Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1966. - 509 с.

Физическая химия : Учеб. для студентов вузов, обучающихся по хим. специальностям / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко; Под ред. А. Г. Стромберга. - 4. изд., испр. - Москва : Высш. шк., 2001. - 527 с.

Chemical Process Principles. Part 2: Thermodynamics / Hougen, O. A.; [et al.]. – London : Wiley; Chapman & Hall, 1959. – 568 p.

Reid, R. C. The Properties of Gases and Liquids: Their Estimation and Correlation. / R. C. Reid, T. K. Sherwood. - New York, 1966. – 646 p.

Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика : [Учеб. пособие для хим. специальностей высш. учеб. заведений]. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва ; Ленинград : Госхимиздат, 1953. - 612 с.