22
Глава 2. Составные части математической модели
химико–технологического процесса
2.1. Химическое и фазовые равновесия
Химические реакции сопровождаются превращением одних веществ в
другие, отличающиеся от исходных по химическому составу и свойствам. Они
делятся на гомогенные и гетерогенные. Гомогенные реакции протекают в
пределах одной фазы. Химические реакции, протекающие с участием двух или
более фаз, называются гетерогенными.
Химические реакции делятся на необратимые и обратимые. Химические
реакции, как правило, обратимы: наряду с прямой реакцией протекает и
реакция в обратном направлении. В момент времени, когда скорости прямой и
обратной реакций становятся равными, наступает состояние химического
равновесия. Условием равновесия любой химической реакции при постоянных
температуре и давлении является соблюдение равенств:
dG=0; ∑µ
i
dn
i
=0, (2.1.1)
где dG – изменение энергии Гиббса; µ
i
– химические потенциалы участвующих
в реакции веществ; dn
i
– изменение молярных количеств участвующих в
реакции веществ.
Количественной характеристикой химического равновесия служит
величина, называемая константой равновесия.
В общем случае обратимой реакции
ν
1
А
1
+ ν
2
А
2
+ …+ ν
i
А
i
= ν
1
′B
1
+ ν
2
′B
2
+ …+ ν
i
′B
i
(2.1.2)
при условии термодинамического равновесия концентрации всех реагирующих
веществ, согласно закону действующих масс, связаны соотношением: