Как HCl влияет на равновесие реакции?

[yatcheh]

  В 14.04.2021 в 14:34, stearan сказал:

ну я принял Вашу задачку за  простую школьную, на принцип Ле Шателье: прибавив HCl к равновесной смеси NH₃, Н₂, N₂ пойдет реакция нейтрализации аммиака

 NH₃ + HCl → NH₄Cl (которая при нормальных условиях действительно протекает в одном направлении, практически до конца)

и следовательно равновесие  2NH₃=N₂+3H₂ сменится продолжением реакции справа налево, в сторону образования аммиака.  

и мне показалось, что Вы поняли подсказку в этом духе.

 

на самом деле все не так просто (о чем, видимо, местные "асы" и хотели меня "поучить" :)) 

синтез аммиака по равновесной реакции Habera-Boscha  N₂+3H₂ = 2NH₃  ведется при температурах порядка 500°C и давлениях 300-350 атм.

при нормальном атмосферном давлении хлорид аммония NH₄Cl уже при 337°С сублимирует (переходит в газовое состояние) и при этом заметно диссоциирует в исходные аммиак и хлороводород. 

что именно (кроме коррозии и порчи оборудования :)) будет происходить при реальных условиях синтеза аммиака (500°C, 320 атм) окажись там HCl - сосчитать сложно, но можно. для этого потребуется по уравнениям состояния реального газа (например SRK, PgRb) вычислить поправки энтальпии и энтропии (enthalpy & entropy departures) для данных Р, Т для всех веществ - участников реакций, сосчитать реальные значения H и S, их изменеия  ΔH и ΔS для данных реакций, и по (наверно Вам знакомым) формулам ΔG = ΔH - TΔS и ΔG = -RTln(K) докопаться до влияния на равновесие.

 

 

Показать  

 

Если заморачиваться на реальность, то можно помыслить ещё - как HCl повлияет на катализатор. И не получится ли так, что реакция вообще не пойдёт с разумной скоростью из-за отравления катализатора.

[stearan]

  В 15.04.2021 в 18:39, yatcheh сказал:

Если заморачиваться на реальность, то

Показать  

HCl не место вблизи синтеза аммиака в принципе

с другой стороны - катализатор на равновесие не влияет, влияет только на скорость его достижения.

в термодинамических рассуждениях про равновесие можно катализатор не учитывать.

Изменено 15 Апреля, 2021 в 19:04 пользователем stearan

[yatcheh]

  В 15.04.2021 в 18:57, stearan сказал:

HCl не место вблизи синтеза аммиака в принципе

Показать  

 

Что да, то да! Всё кругом будет покрыто этой поганой белой гадостью, от одного вида которой развивается жуткая депрессия, и хочется, как в том анекдоте - вместо "-Передайте, пожалуйста, соль", возопить - "-Как же меня всё это достало!"

[Tamara.n58]

  В 14.04.2021 в 14:34, stearan сказал:

ну я принял Вашу задачку за  простую школьную, на принцип Ле Шателье: прибавив HCl к равновесной смеси NH₃, Н₂, N₂ пойдет реакция нейтрализации аммиака

 NH₃ + HCl → NH₄Cl (которая при нормальных условиях действительно протекает в одном направлении, практически до конца)

и следовательно равновесие  2NH₃=N₂+3H₂ сменится продолжением реакции справа налево, в сторону образования аммиака.  

и мне показалось, что Вы поняли подсказку в этом духе.

 

на самом деле все не так просто (о чем, видимо, местные "асы" и хотели меня "поучить" :)) 

синтез аммиака по равновесной реакции Habera-Boscha  N₂+3H₂ = 2NH₃  ведется при температурах порядка 500°C и давлениях 300-350 атм.

при нормальном атмосферном давлении хлорид аммония NH₄Cl уже при 337°С сублимирует (переходит в газовое состояние) и при этом заметно диссоциирует в исходные аммиак и хлороводород. 

что именно (кроме коррозии и порчи оборудования :)) будет происходить при реальных условиях синтеза аммиака (500°C, 320 атм) окажись там HCl - сосчитать сложно, но можно. для этого потребуется по уравнениям состояния реального газа (например SRK, PgRb) вычислить поправки энтальпии и энтропии (enthalpy & entropy departures) для данных Р, Т для всех веществ - участников реакций, сосчитать реальные значения H и S, их изменеия  ΔH и ΔS для данных реакций, и по (наверно Вам знакомым) формулам ΔG = ΔH - TΔS и ΔG = -RTln(K) докопаться до влияния на равновесие.

 

 

Показать  

спасибо большое