Перечень вопросов для промежуточной аттестации по дисциплине «Теория химико-технологических процессов органического синтеза» для подготовки инженеров по направлению

Расчет состава реакционной смеси в случае последовательных реакций. ^ Расчет состава реакционной смеси в случае параллельных реакций. Фугитивность (летучесть), принцип соответственных состояний. Льюис ввел понятие фугитивности (летучести) fi. Активность реального газа определяется соотношением фугитивностей в данном и стандартном состояниях. ^ За стандартную фугитивность f 0i принята фугитивность газа в его идеальном состоянии и стандартном давлении = 1 атмосфере: = 1 атм. При низких давлениях, то есть при состояниях близких к идеальному газу: . Для реальных газов: , γi – коэффициент фугитивности Связь между активностью и парциальным давлением: (т.к. fi0 = 1) Коэффициент фугитивности находят по принципу соответственных состояний, где θ и π приведенные температура и давления. Для газов H2, He, Ne: Равновесие в случае идеальных и реальных жидкостей, расчет константы равновесия. Расчет констант равновесия в идеальных растворах. Идеальными называются растворы, в которых отсутствует межмолекулярное взаимодействие и они подчиняются законам Рауля и Генри. ^ Закон Рауля: относительное понижение парциального давление пара растворителя над разбавленным раствором не электролита равно мольной доле растворенного вещества. , где - давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем; - давление насыщенного пара над раствором. Закон Генри: в предельно разбавленных растворах парциальное давление пара над раствором пропорционально растворимости компонента: , где K – постоянная или константа Генри. Рассмотрим раствор как идеальную систему, не выделяя растворитель и растворенное вещество. Тогда: . Для жидкости стандартным является такое состояние, когда этот компонент находится в виде чистой жидкости при стандартных условиях. Для идеальных растворов фугитивность компонента практически не отличается от парциального давления и пропорционально мольной доле компонента в растворе. Поэтому: . Поэтому в жидкой фазе константа равновесия может быть выражена и легко посчитана через KN. Это уравнение справедливо для растворов углеводородов, их галоген производных, а в меньшей степени для простых эфиров, сульфидов, кетонов, альдегидов и меркаптанов. Существует способ с использованием справочной литературы, поскольку: . , . Либо при отсутствии справочных данных: Ограничения, которые накладываются на последний метод. Это метод справедлив только тогда, когда растворенные вещества находятся в сольватированном виде и не оказывают влияние друг на друга. Соотношение между KP и KN. KN – константа равновесия в жидкой фазе. Более простым путем для расчета KN является определение KP, умноженное на отношение произведения равновесных давлений паров над чистыми жидкими реагентами к произведению равновесных давлений паров над чистыми жидкими продуктами. ^ Расчет равновесий для систем, отклоняющихся от законов Рауля и Генри (для неидеальных растворов). Таких систем большинство и для них необходимо знать термодинамические параметры всех компонентов в стандартном состоянии. За стандартное состояние растворителя принимается стандартное состояние чистого растворителя (при стандартных условиях). За стандартное состояние растворенного вещества принимается фиктивное или гипотетическое состояние в идеальном растворе, когда активность этого вещества равна 1, но с теми же термодинамическими параметрами, которыми вещество обладает в бесконечно разбавленном растворе. В реальных растворах активность соответствует мольной доле только при бесконечном разбавлении: Ki – константа распределения (константа фазового равновесия для i-го компонента). Для определения Ki проводят экспериментальные исследования в области очень разбавленных растворов, постепенно снижая концентрацию раствора Ni. Эта зависимость будет прямой линией только при концентрациях близких к 0. Из найденного графически значения Ki рассчитывают парциальные давления пара i-ого компонента над раствором, где его активность равна 1. Если в реакции имеются твердые компоненты, то принимают, что их активность равна 1 и равна 0, поэтому их не учитывают. Для растворителя необходимо учитывать поправку, которая учитывает, что активность растворителя равна отношению парциального давления пара над данным раствором и над чистой жидкостью. Законы Рауля и Генри. Закон Рауля: , где ― давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем; ― давление насыщенного пара растворителя над раствором; Ni ― мольная доля растворенного вещества в растворе (его растворимость). Закон Генри: , где K – постоянная Генри. В идеальных растворах К=(в-ва) , т.к. Теоретические и экспериментальные методы определения константы равновесия. 1 способ основан на использовании справочной литературы, поскольку: , . Для жидкостей считают, что . 2 способ ― расчетный ― используется при отсутствии справочных данных: где ― энергия Гиббса образования i-го компонента в стандартном состоянии в виде чистой жидкости; ― энергия Гиббса образования i-го компонента в стандартном состоянии в газовой фазе; ― энергия Гиббса перевода i-го компонента из состояния насыщенного пара в стандартное газовое состояние; ― энергия Гиббса перевода i-го компонента из стандартного жидкого состояния в стандартное газовое (процесс испарения). ≈ 0, т.к. испарение не сопровождается изменением энергии Гиббса. где ― давление насыщенного пара чистой жидкости i-го компонента. Поэтому выражение упрощается: Определив для всех участников значения ,находят (), затем из уравнения изотермы Вант-Гоффа определяют Ка = КN . Этот метод справедлив только тогда, когда Ка = КN ≠ f (состава смеси). Экспериментальное определение констант равновесия. Статические методые. Реакцию проводят в периодическом реакторе В динамических методах используется непрерывный реактор вытеснения. Процесс ведут так, что постепенно увеличивают время пребывания реакционной смеси в аппарате до тех пор, пока на выходе не будет достигнут приблизительно постоянный состав, который будет соответствовать равновесию. ^ Экспериментальное определение термодинамических параметров с использованием константы равновесия при различных температурах Для определения константы равновесия при температурах, отличных от стандартной, используют формулу: По полученным прямым находят значения и . ― равен отрезку, отсекаемому на оси ординат. ― знак минус перед выражением в исходной формуле показывает направление прямой. Затем вычисляют для каждой T энергию Гиббса Далее можно определить значение энтропии реакции ^ Экспериментальное определение константы равновесия для различных температур. Пользуются следующей формулой: . Это выражение – уравнение прямой. Приведение констант к общим единицам измерения , - стандартная константа равновесия. , - относительное парциальное давление.

Похожие:

	Примерный перечень вопросов для подготовки к промежуточной аттестации (экзамену)		Перечень вопросов к экзамену по дисциплине Источники сырья для промышленности органического синтеза и важнейшие продукты отрасли
	Российской Федерации Федеральное государственное казённое образовательное... Перечень вопросов для подготовки к промежуточной аттестации (зачету и экзамену) по дисциплине «Административная деятельность полиции»...		Примерный перечень вопросов для подготовки к промежуточной аттестации (экзамену) Особенности возникновения государства и права в странах Древнего Востока. Восточная деспотия
	Закон: понятие и виды Перечень вопросов для подготовки к итоговой государственной аттестации по направлению «Юриспруденция»		Технологические процессы и производства Конспект лекций предназначен для студентов дневной и заочной форм обучения по направлению подготовки специальности 220301. 65  «Автоматизация...
	Перечень вопросов для подготовки к экзамену по дисциплине Основополагающие теории финансового менеджмента (Теория портфеля Г. Марковица и Теория структуры капитала Модильяни и Миллера)		Надежность химико-технологических систем Монография предназначена для разработчиков и создателей промышленных производящих систем, для проектировщиков, для специалистов по...
	Задачи, функции и принципы уголовного права. Понятие науки уголовного... Перечень вопросов для подготовки к итоговой государственной аттестации по дисциплине		Репетиционные тесты по химии учебное пособие Учебное пособие предназначено для подготовки студентов ргупс к промежуточной и итоговой аттестации по общей химии, проводимой в тестовой...