Исследование 2. Влияние температуры на величину теплового эффекта

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.

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) +CO_{2 (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.