Гомогенные газовые реакции

Уравнение изотермы химической реакции определяет изменение энергии Гиббса за один пробег ( =1) химической реакции при постоянной температуре и давлении. Для выявления факторов, влияющих на эту величину подставим в уравнение (9.4) выражения для химического потенциала

m = m⁰ + RT ln p (идеальный газ), m = m⁰ + RT ln f/f˚ (реальный газ) Þ

D_rG_pT = S(m⁰_k + RT ln p_k) n_k = Sm^о_kn_k + RT ln =

D_rG_pT = D_rG_T⁰+ RT ln = D_rG_T⁰+ RT ln k_p. = D_rG_T⁰ + RT ln . (9.6)

Для реальных газов вместо давления в уравнении изотермы будет стоять летучесть

D_rG_pT = D_rG_T⁰ + RT ln = D_rG_T⁰+ RT ln = D_rG_T⁰+ RT ln k_f. (9.7)

Под знаком логарифма стоят произвольные парциальные давления, которые можно изменять как угодно, но которые поддерживаются постоянными. Проще всего это достигается при использовании проточной системы с массообменом, в которой устанавливается стационарный поток. Это означает, что в любом сечении трубчатого реактора поддерживается постоянный во времени состав реакционной смеси за счет того, что химическая реакция и массообмен компенсируют друг друга, хотя состав будет изменяться по длине реактора в связи с изменением степени превращения (ξ) вплоть до равновесного состава смеси, при котором и получают результат химической реакции. При этом через систему нужно пропустить такое количество исходной смеси, чтобы в итоге изменение химической переменной равнялось единице. Разница в энергии Гиббса между выбранным сечением и конечным состоянием, рассчитанная на единичный пробег, и будет отвечать величине, рассчитанной по уравнению изотермы D_rG_pT. Произвольные парциальные давления удобнее выражать в атмосферах, тогда они будут приведены к стандартному значению, чтобы под логарифмом стояла безразмерная величина.