Контрольная работа: Виробництво азотної кислоти

2а й b - початкові концентрації NO і O₂ , % об.;

Р - загальний тиск газу;

2α - ступінь окислювання окису азоту, частки одиниці;

одержимо наступне вираження для парціальних тисків компонентів, що входять у рівняння (1):

Тоді вираження для константи рівноваги з використанням парціальних тисків буде мати вигляд:

(23)

Швидкість окислювання окису азоту киснем виражається рівнянням:

(24)

Це рівняння справедливо при температурах нижче 100⁰ С. У цьому випадку дисоціацією NO₂ можна зневажити. При температурах вище 100⁰ С необхідно враховувати протікання зворотної реакції.

Виразивши через х частку зменшення концентрації кисню за час τ і підставивши прийняті раніше позначення концентрацій компонентів у рівняння (2), а потім проінтегрувавши його, одержимо рівняння для визначення швидкості окислювання:

(25)

де константа , кмоль/л

τ - час, хв.

Якщо зменшення концентрації кисню виразити через ступінь окислювання , то можна одержати наступне рівняння для визначення швидкості окислювання:

(26)

При вираженні концентрації компонентів у частках одиниці або через парціальні тиски рівняння (3) прийме вид:

(27)

Кержавін, позначивши й підставивши в рівняння (3.26) , одержав рівняння

(28)

На підставі якого побудував номограму для визначення часу окислювання окису азоту. При ступінь окислювання залежить тільки від значення добутку . Ця номограма дозволяє легко визначити значення α для різних умов.

Процес окислювання окису азоту до двоокису супроводжується утворенням димера N₂ O₄

2NO₂ = N₂ O₄ + 56,8 кДж/моль, (29)

що необхідно враховувати при розрахунку процесу окислювання окису азоту.

Константа рівноваги реакції полімеризації NO₂ виражається рівнянням:

(30)

в області низьких концентрацій NO₂ визначається по формулі:

(31)

Якщо в нітрозному газі поряд з NO₂ є присутнім і NO, то утвориться також і N₂ O₃ :