Zadanie domowe z Chemii Fizycznej - Proces Deacona 1.
Marcin Wojciechowski gr. IV
W przedziale temperatury od 500 do 1000 K stałą równowagi reakcji Deacona
4HCl + O2 = 2 H2O(g) + 2 Cl2
można z zadowalającą dokładnością oszacować korzystając z równania:
W jakiej temperaturze równowagowa wydajność tej reakcji wyniesie 80%, jeżeli gaz wprowadzany do reaktora zawiera 80% HCl (resztę stanowi tlen), a proces jest prowadzony pod stałym ciśnieniem równym 7 atm ?
Rozwiązanie:
Tabela bilansowa reakcji zachodzącej w procesie Deacona:
|
Reagent |
ν |
n(0) [mol] |
n. [mol] |
1 |
HCl |
-4 |
4 |
4-4ξ |
2 |
O2 |
-1 |
1 |
1-ξ |
3 |
H2O |
+2 |
0 |
2ξ |
4 |
Cl2 |
+2 |
0 |
2ξ |
Σ |
|
-1 |
5 |
5-ξ |
Wektor bazowy składu mieszaniny został przyjęty w takiej postaci ze względu na wygodę w dalszych obliczeniach. Z powyższych równań określających zależność składu mieszaniny od stopnia postępu reakcji wynika, że supξ=1 mol. Ponieważ stopień przemiany określamy jako iloraz liczby postępu reakcji do jej supremum, to w tym przypadku obie wielkości są tożsame co do wartości liczbowej. Wynika stąd, że skład mieszaniny w stanie równowagi przy wydajności 80% jest następujący:
Reagent |
n. [mol] |
HCl |
0.8 |
O2 |
0.2 |
H2O |
1.6 |
Cl2 |
1.6 |
Σ |
4.2 |
W dalszej części przedstawię obliczenia związane z zadaniem wykonane przy pomocy programu 'MathCad 7.0'.