Зависит ли константа равновесия от давления?

[yatcheh]

2 минуты назад, shvalbe сказал:

 

Пойму, если приведете подробный расчет или дадите ссылку на него. Я не нашел. За то кол-во слов, что вы уже потратили, можно было написать достаточно полный пример в цифрах. Ваш пример слишком сокращен для моего понимания.

 

Я не понял - кому это надо? Мне - точно не надо.

Выложите своё решение - посмотрим, где ошибка. 

[shvalbe]

Я вас не заставлял отвечать. При выходе по аммиаку 40% и начальных концентрациях 1 моль азота и 3 моля водорода равновесная константа должна считаться как

(2 * 0.4)² / (0.6 * 1.8³) = 0.183.

Первая концентрация аммиака в числителе = 2 теоретических моля аммиака при выходе 100%, умноженные на реальный выход 0.4
Равновесная концентрация азота = 1 - 0.4 (поскольку образуется 0.8 молей аммиака, расходуется 0.4 моля азота)
Равновесная концентрация водорода = 3 - 1.5 * 0.8 (поскольку образуется 0.8 молей аммиака, расходуется 1.2 моля водорода)

При выходе, скажем, 70% (более высоком давлении) аналогичный расчет константы у меня 8.96. Если есть интерес помочь, то покажите, каким образом получаются одинаковые значения константы при разных выходах аммиака.

[yatcheh]

9 часов назад, shvalbe сказал:

Я вас не заставлял отвечать. При выходе по аммиаку 40% и начальных концентрациях 1 моль азота и 3 моля водорода равновесная константа должна считаться как

(2 * 0.4)² / (0.6 * 1.8³) = 0.183.

Первая концентрация аммиака в числителе = 2 теоретических моля аммиака при выходе 100%, умноженные на реальный выход 0.4
Равновесная концентрация азота = 1 - 0.4 (поскольку образуется 0.8 молей аммиака, расходуется 0.4 моля азота)
Равновесная концентрация водорода = 3 - 1.5 * 0.8 (поскольку образуется 0.8 молей аммиака, расходуется 1.2 моля водорода)

При выходе, скажем, 70% (более высоком давлении) аналогичный расчет константы у меня 8.96. Если есть интерес помочь, то покажите, каким образом получаются одинаковые значения константы при разных выходах аммиака.

 

Да пожалуйста! Хотите 70%?

Объём реактора = 0.1429 л

Равновесные концентрации и количества компонентов:

[NH3] = 9.797 моль/л = 1.4 моль

[N2] = 2.099 моль/л = 0.3 моль

[H2] = 6.298 моль/л = 0.9 моль

Общее давление = 407 атм

При этом константа равновесия равна

9.797^2/(2.099*6.298^3) = 0.183 

Так каким же образом вы вычисляли константу для 70%? Неужели просто поменяли числа в исходном уравнении? А кто будет учитывать изменение концентраций из-за роста давления?

 

P.S. Этот пример я обсчитал в Экселе простой подстановкой. Можно то же самое сделать строго - выводом и решением соответствующего уравнения, но там уравнение 4-й степени получается - просто не охота возиться

Изменено 16 Февраля, 2022 в 06:52 пользователем yatcheh

[shvalbe]

3 часа назад, yatcheh сказал:

А кто будет учитывать изменение концентраций из-за роста давления?

 

Вот здесь и вопрос. Из того, что вы написали, не видно, как давление влияет на концентрации. За уравнение (пусть без решения) был бы признателен.

P.S. Кстати, у меня использованы данные по выходу аммиака из диаграммы при T = 450 C и давлении 300 атмосфер. Выход 70% при той же температуре достигается при 1000 атмосфер, что заметно больше вашей цифры. Что, видимо, нужно приписать реальному газу.

Изменено 16 Февраля, 2022 в 10:38 пользователем shvalbe

[stearan]

 

коллега yatchech, использовав Вашу же константу 0.183 (совершенно не важно, реальная она или липовая), Ваши исходные числа молей и Ваш желаемый выход 70%

yказал соответсвующие равновесные концентрации, общее давление и объем, в котором реакция должна протекать. что тут непонятное?

upd. заинтриговало. провел расчеты, коммерческий софт для расчета "реактора Гиббса" (термодинамически равновесный процесс)

если реактор решать по реальной термодинамике, объемы и активности из уравнений состояния Пэнг-Робинсона, то из результатов обратно посчитанные "константы" действительно "плывут".

ежели расчеты проводить для табличного ΔG и идеального газа, то константы держатся как им и положено.

Изменено 16 Февраля, 2022 в 13:57 пользователем stearan

[yatcheh]

5 часов назад, shvalbe сказал:

 

Вот здесь и вопрос. Из того, что вы написали, не видно, как давление влияет на концентрации. За уравнение (пусть без решения) был бы признателен.

 

У вас же всё есть под рукой.

Уравнение для константы

Kc = [NH3]^2/([N2]*[H2]^3)

Исходные соотношения, которые полагаются стехиометрическими N2+ 3H2 (1 и 3 моля)

Рассуждения. Пусть x - количество аммиака в системе, тогда

Kc = (x/V)^2/((1-x/2)/V*((3-3/2*x)/V)^3), где V - объём реактора

Kc = 1/V^2*x^2/((1-x/2)*(3-3/2*x)^3)

При этом общее давление P равно (x + 1 - x/2 + 3 - 3/2*x)*22.4/V =  (4 - x)*22.4/V

Фиксируем значение Kc и вычисляем x и P.

Или фиксируем значение x и P, и вычисляем Kc