Выражение состава равновесной смеси

Состав равновесной смеси можно выразить, используя:

а) степень диссоциации (a)

б) степень превращения (b)

в) выход продукта (х)

Рассмотрим на примерах все эти случаи:

а) по степени диссоциации

Степень диссоциации (a) – это доля продиссоциировавших молекул от исходного числа молекул. Ее можно выразить через количество вещества

, (1.20)

где n_дисс – число распавшихся молей исходного вещества;n _исх – число молей исходного вещества до реакции.

Пусть до реакции было, например, 5 моль NO₂, а α – степень диссоциации NO₂.

По уравнению (1.20) , непрореагировавшим NO₂ останется (5 – 5a).

По уравнению реакции при диссоциации 2 молей NO ₂ получается 2 моля NO и 1 моль O₂, а из 5a получается соответственно 5a молей NO и молей О₂. Равновесная строчка будет такой:

б) по степени превращения

Степень превращения вещества (b) – это доля прореагировавших молекул данного веществa к исходному числу молекул этого вещества. Выражаем через количество вещества в молях

(1.21)

Пусть взято 2 моля СО и 2 моля Н_2, b - степень превращения водорода в реакции

Поясним равновесную строчку. Исходим из вещества, для которого известна степень превращения, т. е. Н₂. Из уравнения (1.21) получаем n_реаг= n_исх·b = 2 b.

Из стехиометрического уравнения видно, что СО расходуется в 3 раза меньше, чем Н₂, то есть если Н₂ реагирует 2b, то СО прореагирует , а остальное останется к моменту равновесия не прореагировавшим. Также рассуждаем в отношении продуктов, используя стехиометрическое уравнение.

в) по выходу продукта.

Выход продукта (х) – количество конечного вещества в молях. Пусть "х" выход метанола в реакции

во всех трех случаях рассуждения аналогичны и исходят из вещества, для которого что-либо известно (в примерах эта величина подчеркнута).

Зная состав равновесной смеси, можно выразить константу равновесия. Так, для случая "в"

а из уравнения (1.19)

Выход вещества в долях (или %) – отношение количества образовавшегося продукта к общему количеству вещества в равновесной смеси:

В данном примере: