【摘要】:[例6.6]在373K及0.1013MPa下,液体乙酸在加入乙醇后发生酯化反应,生成乙酸乙酯与水。
6.4.2.1 液体混合物中的反应
当反应在液相中发生时,仍可用上述气相反应相同的方法[式(6-17)]描述反应系统的化学平衡
或
则式(6-18)写成
或
在中低压下,指数项将趋近于1,此时
应用式(6-43a)、式(6-43b)时需确定组分的活度系数,这可采用威尔逊、NRTL等活度系数方程式来计算,且需经过较复杂的迭代计算求出式(6-44)中的组成。
当平衡混合物是理想溶液,则所有的γi的值都为1,则式(6-44)变为
6.4.2.2 溶液中溶质间存在化学反应
如果溶液中溶质间发生化学反应,按下式计算
需要说明的是,在该种情况下也可用物质的量浓度c或质量摩尔浓度m来代替物质的量分数x。
[例6.6]在373K及0.1013MPa下,液体乙酸在加入乙醇后发生酯化反应,生成乙酸乙酯与水。反应式如下:
若乙酸、乙醇的初始量各为1 mol;而乙酸乙酯和水的初始量为零。试求算平衡时反应混合物中乙酸乙酯的物质的量分数。已知:
代入式(6-18),得
假定温度由298K升至373K,该反应的标准焓变不随温度变化,则由式(6-28)积分知
假定该反应混合物为理想溶液,应用式(6-45)计算,得
将上式从初态[ε=0时,n0(CH3COOH)=1,n0(C2H5OH)=1,n0(CH3COOC2H5)=n0(H2O)=0]积分到终态,则有
则
将以上各值代入式(a),得
此结果与实验测得平衡时乙酸乙酯的物质的量分数0.33相比较,偏差较大,表明计算中将反应混合物假定为理想溶液不合理。
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