Дәріс 13 – Химиялық процестер

Мазмұны:

2. Химиялық процестердің тепе-теңдігі

Химиялық процесс жылу, масса және импульс тасымалдануымен жүретін бір немесе бірнеше химиялық реакциялар, олар бір біріне сондай ақ химиялық реакция жүруіне әсер етеді.

Химиялық процесстер жіктелуі

Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі тепе тендікке технологиялық режимнің негізгі параметрлерінің сандық әсері Ле-Шательепринципімен анықталады.

Мысалы, төменгі экзотермиялық реакцияға Ле Шателье принципінің қолдануын қарастырайық:

aA + bB ↔ dD (-∆H) (1)

мұнда a, b, d – стехиометриялық коэффициенттер; ∆H-тұрақты қысымда реакцияның жылулық эфектісі.

Тепе тендік константасы тұрақсыз тепе тендікті сандық өлшеуіне негізделген. (1) реакция үшін тура реакцияның жылдамдығы: u₁ = k₁ [A]^a[B]^b (2), ал кері реакцияның жылдамдығы u₂=k₂[D]^d (3), мұнда k₁, k₂ – тура және кері реакцияларының жылдамдық константалары; [A], [B], [D] – берілген уақыт мезгіліндегі әрекеттесуші компоненттердің молярлы концентрациялары (немесе парциалды қысымдар). Тепе теңдік тұрақтысы - тұрақты температурада және тепе теңдік жағдайда реакция өнімдерінің әсер етуші салмақтарының көбейтіндісінің бастапқы заттардың әсер етуші салмақтарының көбейтіндісіне қатынасы тұрақты шама, яғни u₁=u₂ болғанда k₁[A]^a[B]^b =k₂[D]^d (4), осыдан K=k₁/k₂=[D]^d/[A]^a[B]^b (5), мұнда [A], [B], [D] – тепе теңдік жағдайында әрекеттесуші компоненттердің концентрациялары немесе парциалды қысымдар. Газдар үшін К әрекеттесуші заттардың парциалды қысымдар р паскальдармен, компоненттердің концентрациялары С (моль/л) және олардың мольдік үлесі N арқылы көрсетуге болады. Сәйкесінше К_р, К_с, К_N шамаларын есептейді.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. ХП-дегі тепе теңдік. Ле Шателье негізі.

2.Химиялық процестердің тепе теңдік тұрақтысы

Ұсынылған әдебиеттер:

1. 
   Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.
   
2. 
   Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.
   
3. 
   Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.
   
4. 
   Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959
   
5. 
   Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.
   

Мазмұны:

2. Біртекті реакцияның жылдамдығына концентрация, температура, қысымның әсері

1. Біртекті процестер біртекті ортада, яғни бөліну беті болмайтын сұйық немесе газды қоспаларда жүреді. Біртекті ортада көптеген процестер тізбекті механизм бойынша жүреді: тотығу, көмірсутектердің полимеризациясы және пиролизі, көмірсутектерді галогендеу, хлорсутекті элементтерден синтездеу және т.б. Реакцияның көбі бірнеше сатыда жүреді. Реакцияның жалпы жылдамдығы әдетте ең жәй жүретін сатының жылдамдығымен анықталады.

Реакцияның реті дегеніміз кинетикалық теңдеудегі әрекеттесуші заттардың концентрациясының дәреже көрсеткіштерінің жиынтығы. Реакциялар реті бойынша нольдік, бірінші, екінші, үшінші және үлесті болып бөлінеді.

Реакцияның молекулалығы дегеніміз реакциясының жалпы теңдеуінің стехиометриясы бойынша әрекеттесетін молекулалардың жалпы саңы. Молекулалығы бойынша реакция бір, екі және үшмолекулалы болып бөлінеді.

Бірмолекулалы реакцияға ішкімолекулалық қайта топтану реакциялары А → D (изомеризация, инверсия) және ыдырау реакциялары A → D + R жатады.

Екімолекулалы реакциялар қосып алу А + А → А • А немесе А + В → АВ, ыдырату 2А → D + R және орын басу (алмасу) А + ВС → АВ + С немесе АВ + CD → АС + BD реакцияларына бөлінеді.

Үшмолекулалы реакциялар өте сирек кездеседі, әдетте олар бірнеше саты бойынша жүреді. Үшмолекулалы реакцияларға қосып алу, алмасу, қайта құрылу реакциялары жатады, яғни

ЗА → D; 2А + В → D + R и A + B+C→D+R+…

Жалпы түрде химиялық реакцияның жылдамдығына концентрацияның әсері мына теңдеумен сипатталады: