Принцип Ле-Шателье. Приемы смещения равновесия
2.3. Принцип Ле-Шателье. Приемы смещения равновесия
При разработке ХТП важным моментом является оценка возможности
смещения равновесия в исследуемой системе в сторону увеличения выхода
целевого продукта.
Перевод химической системы из одного состояния равновесия в другое
называется смещением (сдвигом) химического равновесия, которое
осуществляется изменением термодинамических параметров системы.
При смещении равновесия в прямом направлении достигается увеличение
выхода продуктов, при смещении в обратном направлении – уменьшение степени
Рекомендуемые материалы
превращения реагентов.
Направление сдвига химического равновесия определяется принципом Ле-
Шателье:
«Если на систему в состоянии химического равновесия воздействовать
извне, изменяя термодинамические параметры, то равновесие сместится в
том направлении, которое ослабит эффект внешнего воздействия».
аА + вВ = rR + sS
Влияние температуры
Анализ зависимостей величины К р от температуры показывает, что характер смещения равновесия при изменении температуры зависит от знака и абсолютной величины теплового эффекта реакции.
Для эндотермических процессов (ΔН 0 >0): c ростом температуры константа
равновесия увеличивается, и выход продукта реакции также (реакции паровой и
углекислотной конверсии метана, дегидрирования, крекинга, пиролиза)(необходимо повышать температуру)
Для экзотермических процессов (ΔН 0 <0): c ростом температуры константа
равновесия уменьшается, и выход продукта также падает (синтезы аммиака,
метанола, этанола, окисление оксида серы(IV) в оксид серы(VI) (понизить) .
Чем больше тепловой эффект реакции по абсолютной величине, тем сильнее
смещается равновесие под воздействием температуры.
Влияние соотношения реагентов на их степень превращения и выход продукта
а)избыток компонента
б)вывод продукта из зоны реакции
К р = PR*PS/PA*PB если PA увеличивать, то PR тоже будет увеличиваться ,т.к К р не зависит от концентрации
Таким образом, за счет изменения соотношения исходных реагентов был
повышен выход продукта по реагенту, взятому в недостатке, и соответственно
понизился выход продукта по реагенту, взятому в избытке.
Абсолютное количество продукта также уменьшилось.
Использование одного из реагентов в избытке позволяет увеличить степень
превращения реагента, взятого в недостатке.
Влияние величины общего давления
Влияние давления на состояние равновесия проявляется только при наличии в
системе газов и определяется соотношением числа молей исходных веществ и
продуктов реакции.
А) (а+в)<r+S при увеличении количества моль понижение давления смещает равновесие в сторону продуктов
Б) (а+в)>r+S при уменьшении количества моль повышение давления смещает равновесие в сторону продуктов
В) (а+в)=r+S не влияет
Чувствительность положения равновесия к изменению давления будет тем
больше, чем больше изменение объема (числа молей) в ходе реакции.
Влияние введения в систему инертного компонента (D) , при сохранении величины общего давления
Введение инертного компонента при постоянном общем давлении в системе
понижает парциальные давления, как реагентов, так и продуктов реакции, что
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 9 Новые русские евразийцы.
равнозначно понижению давления в системе.
В качестве примера можно привести использование в технологии водяного
пара в качестве инертного компонента. Например, при дегидрировании этана по
реакции, которая протекает с увеличением числа молей газообразных веществ:
С 2 Н 6 ↔ С 2 Н 4 + Н 2 -Q
Вводят пар(н2О) реакция смещается в право
