- •241000 - «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и 240100 «Химическая технология»
- •Задание
- •Часть I
- •Часть II
- •Обоснование работы.
- •Курсовая работа
- •Часть I Пример
- •Расчёт изменения энергии гиббса по методу
- •Расчёт химического равновесия для реакций, протекающих в неидеальных условиях. Основные понятия и определения
- •Расчёт критических параметров
- •Расчёт коэффициентов активности
- •Расчёт коэффициентов для изогексилена
- •Расчёт константы Кγ
- •Расчёт константы равновесия Кр
- •Приложение 2. Расчет энтальпий образования соединений по методу введения поправок
Часть II
Термодинамический расчёт равновесия для химической реакции под высоким давлением.
1. Расчёт летучестей и коэффициентов летучести по приведенным параметрам для веществ, участвующих в химической реакции при повышенных давлениях 10, 50, 100 атм и температурах в области 300-1000 К с шагом 1000.
2. Составить закон действующих масс для смеси химических веществ для неидеальных условий протекания химической реакции, с использованием fi – летучести, ,
3. Выразить закон действующих масс через отношение мольных долей веществ в реакционной смеси.
4. Представить таблицу для стандартного изменения энергии Гиббса и определить константу равновесия Кf.
4. Исправить константу равновесия по формуле:
Кр′ = .
5. Рассчитать равновесный состав реакционной смеси при давлениях 10, 50, 100 атм и температурах 300, 400, 500 и 600 К (по заданию преподавателя). Провести анализ полученных результатов
Обоснование работы.
Химические процессы являются основой химико-технологических комплексов в промышленном масштабе.
При разработке новой химической технологии химические процессы с целью их исследования проводят на лабораторном, пилотном и промышленном уровне.
Выделяют следующие основные направления в работе химиков-исследователей, конструкторов и технологов:
- изучение закономерностей протекания химических реакций,
- термодинамический расчёт термодинамических функций, констант равновесия , , для равновесного состава реакционной смеси,
- работа по изучению новых химических реакций,
- разработка новой технологии для проведения химического процесса в промышленном масштабе,
- конструкторское оформление технологии для химического процесса,
- решение задач по оптимальному ведению технологии химического процесса, с учётом термодинамики и кинетики технологического процесса.
Важным инструментом в решении задач по подбору и исследованию новых химических процессов являются законы и методы химической термодинамики.
С помощью методов химической термодинамики решаются следующие задачи:
- составляются материально-тепловые балансы,
- рассчитываются изменения термодинамических функций – ΔU, ΔН, ΔS, Δ А, ΔG,
- определяются условия, при котором химический процесс может протекать самопроизвольно (ΔU, ΔН, Δ А, ΔG <0, ΔS>0) или не может проходить самопроизвольно (ΔS<0 , ΔU, ΔН, Δ А, ΔG >0),
- рассчитывается равновесный (предельный) состав реакционной смеси,
- выбираются оптимальные условия для проведения данного химического процесса (Т, Р, Сi и др.),
- проводятся расчёты для разных давлений (для систем в идеальном и неидеальном состоянии).
Цель настоящей курсовой работы является подготовить бакалавра и магистранта к выполнению термодинамических расчётов изменения термодинамических функций, выявление влияния условий на изменение величины энергии Гиббса и константы равновесия и расчёт равновесного состава реакционной смеси химических веществ при разных Т, Р, Сi, Pi, для идеальных и реальных свойств смеси веществ в химической системе . При этом бакалавру, магистранту необходимо выявлять закономерности изменения термодинамических функций, составляя таблицы и графики и анализируя изменения термодинамических функций и равновесных выходов продуктов реакции. Ниже приведен пример термодинамического расчета химического процесса. По этому примеру каждый учащийся проводит термодинамический расчет для химической реакции, которую выдает и контролирует преподаватель. Приложения в выполненную работу не включают.