Изотермичексие и неизотермические реакции

 

Обратимые реакции отличаются от необратимых реакций тем, что полученные в результате реакции продукты С и D способны вступать во взаимодействие, образуя исходные вещества А и В. Обратимая реакция протекает как в прямом, так и в обратном направлении.

В начале процесса концентрация исходных веществ А и В велика. При расходовании веществ А и В и накоплении продуктов С и D скорость прямой реакции снижается, а скорость обратной реакции возрастает. При равенстве скоростей прямой и обратной реакций наступает состояние химического равновесия.

Выход продуктов, достигаемый при равновесии, называется равновесным. При изменении условий проведения процесса (температуры, давления, концентрации веществ, участвующих в процессе) можно смещать равновесие процесса вправо или влево.

По условиям проведения реакции делятся на изотермические и неизотермические. Изотермические реакции протекают при постоянной температуре, а неизотермические – при непостоянной температуре. Химическое взаимодействие реагентов может происходить с выделением или без выделения тепла, в связи с чем и происходит изменение температуры реакции.

Если химическая реакция сопровождается выделением тепла, то она называется экзотермической. Примером экзотермических реакций являются реакции горения.
Реакция окисления аммиака до окиси азота идет с выделением тепла:

4NH3 + 5O2 --> 4NO + 6H2O + Q

Реакции, сопровождаемые поглощением тепла, называются эндотермическими.
Эндотермической, например, является реакция образования генераторного газа:

C + H2O <--> CO + h1 - Q

В эндотермических реакциях величина Q называется отрицательным тепловым эффектом. Для того, чтобы реакция, сопровождающаяся поглощением или выделением тепла, проходила в изотермических условиях, необходимо регулировать температуру процесса, подводя или отводя необходимое количество тепла. Тепловой эффект реакции необходимо знать для составления теплового баланса при тепловом расчете химического реактора.

Закономерности изменения суммарной скорости реакции (действительного выхода продукта) для экзотермических и эндотермических реакций различны.

Выход продукта эндотермической реакции непрерывно увеличивается с повышением температуры. Для достижения наибольших скорости процесса и степени превращения в эндотермическом процессе следует максимально повышать температуру. Эти закономерности характерны для конверсии углеводородов с водяным паром, дегидрирования углеводородов, дегидратации и др.