Analiza termodinamica comparativa a reactiilor de ardere a hidrogenului si oxidului de carbon

Analiza termodinamica comparativa a reactiilor de ardere a hidrogenului si oxidului de carbon

5) 2 H₂ + O₂ = 2 H₂O  3) 2 CO + O₂ = 2 CO₂

Ambele reactii sunt exoterme, dar |ΔH₃| < |ΔH₅| si ca urmare lg K_p scade mai intens cu temperatura decat lg K_p.aceasta conduce la intersectarea curbelor lg K_p= f(T) si lg K_p= f(T).Punctul de intersectie se determina egalandu-se expresiile:

lg K_p= - 9,07 0 = lg K_p - 6,133

de unde rezulta T_e=1083 K (810 ⁰C)

500 1083 2000 T, K

lg Kp

40

30 2CO+O₂=2CO₂ (3)

20

2H₂+O₂=2H₂O (5)

10

810

0

200 1000 1800 2000 t, sC

Fig. 1.7. Variatia cu temperatura a lg K_p a reactiilor

2CO + O₂ =2CO₂ si 2H₂ + O₂ =2H₂O.

50 000

ΔG ⁰, J

0 0

ΔG ⁰, cal (3)

-50 000 -200 000

(5)

-100 000 -400 000

-150 000

500 1083 1500 2000 2500 T sC

Fig.1.8. Variatia cu temperatura a lui ΔG ⁰ pentru reactiile 2CO + O₂ =2CO₂ si 2H₂ + O₂ =2H₂O.

Semnificatia situatiei din figurile 1.7 si 1.8 este urmatoarea:

La temperatura de 1083 K afinitatea CO si H₂ fata de oxigen este aceeasi (lg K_p= lg K_p, iar ΔG=ΔG).

La temperaturi mai mici de 1083 K, CO are afinitate fata de oxigen mai mare decat H₂ (lg K_p>lg K_p, iar ΔG < ΔG).

La temperaturi mai mari de 1083 K situatia se inverseaza, H₂ avand afinitate mai mare fata de oxigen decat CO (lg K_p< lg K_p, iar ΔG > ΔG).

Aceste concluzii au o importanta majora pentru ca ele pot fi extinse si asupra comportarii CO si H₂ in procesele de reducere, in care aceste gaze joaca rolul de reducatori.

Pana la 1083 K, CO are capacitate de reducere mai mare decat H₂, iar peste 1083 K rolurile se inverseaza.