Влияние температуры. В соответствии с принципом Ле-Шателье, если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне путем изменения какого-либо условия

В соответствии с принципом Ле-Шателье, если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне путем изменения какого-либо условия, то в системе усилится такой процесс, течение которого ослабит влияние произведенного воздействия.

Рассмотрим две реакции:

- экзотермическую обратимую реакцию окисления сернистого ангидрида , где за счет выделения тепла растет температура, увеличивается скорость обратной реакции и равновесие сдвигается влево. Для увеличения выхода от системы необходимо отводить тепло;

- эндотермическую обратимую реакцию: конверсию метана водяным паром , для сдвига равновесия такой реакции в сторону продуктов необходимо к системе подводить тепло.

Равновесная степень превращения зависит от константы равновесия

. (3.8)

Для реакций можно получить аналитические зависимости

A R ; (3.9)

A 2R ; (3.10)

где р – общее давление.

Влияние температуры на равновесие, т.е. функциональная зависимость отражается уравнением изобары Вант-Гоффа:

. (3.11)

Принимаем, что в температурном диапазоне Т₁-Т₂ изменение энтальпии const.

После интегрирования

, (3.12)

где В₁ – константа интегрирования.

В действительности изменение энтальпии в диапазоне Т₁-Т₂ зависит от температуры, поэтому пользуются эмпирическим уравнением

, (3.13)

где А, В – коэффициенты, которые можно найти в справочной литературе.

Обычно зная Х_А,е= f(K_p) и K_p= φ(Т), устанавливают зависимость:

Х_А,е= Ф(Т). (3.14)

Эта зависимость различна для реакций эндо- и экзотермических (рисунок 3.1).

XA,e   Эндотермические   Экзотермические

Т

Рисунок 3.1 – Зависимость равновесной степени

превращения от температуры