Девятый этап. Расчет равновесного состава реакционной смеси по закону действующих масс.

Закон действующих масс определяется как отношение произведения равновесных парциальных давлений продуктов реакции, возведенные в стехиометрические коэффициенты к произведению равновесных парциальных давлений исходных веществ, возведенные в стехиометрические коэффициенты и это ограничение есть величина постоянная и равна константе равновесия Кр. (,).

, (47)

где PA_i, PAi¢, v_i, vi¢ - парциальные давления и стехиометрические коэффициенты исходных веществ и продуктов реакции. Константа равновесия является функцией только температуры:

Кр = f(T). (48)

Для реакции дегидрохлорирования:

закон действующих масс для данной реакции, при использовании в качестве единиц измерения состава реакционной смеси парциальных давлений, запишется в такой форме:

Кр = . (49)

Парциальные давления определяются по закону Дальтона через произведение мольной доли х_i и общего давления Р:

. (50)

Материальный баланс веществ в реакционной смеси определяется по выражениям:

n_RCl=1-x,

n_RCН=CH2=x, (51)

n_RCl=x,

где х – равновесный выход продукта.

Мольный состав реакционной смеси будет равен:

å n i = nRCl+ nRCН=CH₂+ nHCl =1-x=x=x=1+x. (52)

Подставив (51) и (52) в (50), получим формулы для расчета парциальных давлений:

,

, (53)

.

Подставляя парциальные давления из формулы (53) в формулу з.д.м. (49), получим промежуточное выражение:

. (54)

Или, после преобразования, получают формулу для расчета равновесного выхода продуктов реакции:

Кр= ,

Kp= . (55)

Выделяют из этого уравнения х (равновесное превращение):

. (56)

Равновесный выход рассчитывают по уравнению:

. (57)

Для стандартного давления Р=1 атм получают уравнение:

. (58)

В уравнение (58) подставляют численные величины Кр из таблицы 7. На основе данных по величинам Кр производится расчет равновесного выхода продуктов с применением таблицы 8.

Таблица 8 - Равновесный выход продуктов реакции

Т1к	Кр		Состав реакционной смеси
YRCl	YRCl=CH	YHCl
	0, 013	0, 113	0.7969	0.1015	0.1015
	9, 28	0, 917	0.0433	0.4783	0.4783
		0, 9995	0.00025	0.4998	0.4998
		0, 9997	0.00015	0.4999	0.4999

Из данных таблицы 8 следует, что равновесный выход х=0, 9995 достигнут уже при Т=500 К. При этой температуре протекание реакции не лимитируется термодинамическими ограничениями.