В этом исследовании нужно для рассматриваемой системы рассчитать число степеней свободы, определить возможное направление протекания реакции при заданных условиях, а также состав газовой фазы системы в состоянии равновесия. Соответствующие условия — давление, температура, исходный состав газовой смеси приведены в табл. 6.
Таблица 6.
|
№ п/п. | Шаг в градусах, Т. | Фактический состав смеси, об. %. | Общее давление, Р, гПа. | Темпера-тура, К. |
Компоненты. |
А. | В. | С. | D. |
1−6. | | | | | | | |
Определение количества фаз независимых компонентов и степеней свободы
Рассматриваемая система состоит из одной фазы — газообразной, представляющей смесь газов H2S, CO2, H2O, COS. Таким образом, ф = 1.
Число независимых компонентов k равно наименьшему числу веществ, необходимых для выражения состава всех фаз системы. Это число определяют, как общее число веществ в системе m за вычетом числа связей между ними r. Связь между веществами, входящими в рассматриваемую систему выражается уравнением реакции H2S(г) +CO2 (г) =H2O(г) + COS(г).
Следовательно:
k = m — r = 4 — 1 = 3 (15).
Число степеней свободы с (вариантность системы) равно числу независимых переменных системы (давления, температуры, концентрации компонентов), которые можно изменить в некоторых пределах так, чтобы число и природа фаз оставались прежними. По правилу фаз Гиббса:
с = k + n — ф (16).
где n — число внешних параметров, влияющих на состояние равновесия системы. Обычно это давление и температура, то есть n = 2. Для рассматриваемой системы:
с = k + 2 — ф = 3 + 2 — 1 = 4.
