1.7.2 Výpočet rovnovážného složení z rovnovážné konstanty

Rovnovážná konstanta hydrogenace propenu na propan má za teploty 1050 K hodnotu 0,3 (pro standardní stav pst = 101,325 kPa). Vypočítejte složení rovnovážné směsi v molárních procentech, jestliže reakce probíhá za atmosférického tlaku a molární poměr propenu a vodíku v nástřiku je 1:1. Předpokládejte ideální chování složek.

Výsledek

46,726 mol.% propenu a vodíku; 6,547 mol.% propanu (ξ = α = 0,1229 )

Postup

Molární zlomky látek určené z bilance obsahují jednu neznámou – rozsah reakce. Ten určíme z podmínky rovnováhy.

Audio

tabule/p7-2.1.gif tabule/p7-2.2.gif tabule/p7-2.3.gif tabule/p7-2.4.gif

Nejprve si sestavíme bilanční tabulku a pak si připravíme vztah pro rovnovážnou konstantu pomocí počtu molů všech plynných složek v rovnováze.
Ze zadání příkladu známe rovnovážnou konstantu reakce a zajímá nás složení směsi v rovnováze. To znamená, že ze vztahu pro K chceme vypočítat rozsah reakce ξ a pak dopočítat rovnovážná molární procenta přítomných látek.
Po úpravě rovnice pro K dostaneme kvadratickou rovnici, jejímž řešením je rozsah reakce ξ. Řešením vlastně získáme dva kořeny, jeden z nich ale nemá fyzikální význam. Z toho jak jsme si zvolili ξ v bilanční tabulce vyplývá, že naše ξ může ležet jen v intervalu od nuly do jedné.
Molární zlomky v rovnováze vypočteme z jejich definice s využitím údajů z bilanční tabulky a s použitím vypočteného ξ. Molární procenta získáme vynásobením molárních zlomků stem.