Termodinamica reactiilor din sistemul H-O

Termodinamica reactiilor din sistemul H-O

Reactia de ardere a hidrogenului

5) 2H₂ + O₂ 2H₂O_(g) ΔG -504 124 + 117,45 T (J),

, .

Elementele principale ale analizei termodinamice ale acestei reactii sunt identice cu cele referitoare la reactia (3) 2CO + O₂ 2CO₂.

Varianta sistemului

Aplicand legea fazelor pentru reactia de ardere a hidrogenului se obtine:

l = C_i + n - f = 2 + 2 - 1 = 3

deci este suficient sa se cunoasca 3 din cei 5 parametri care influenteaza sistemul, T, P_t, P, P_O, P_HO, pentru ca sistemul sa fie determinat.

Influenta presiunii

Influenta presiunii este determinata de variatia de volum a sistemului. In cazul reactiei de ardere a hidrogenului variatia de volum

ΔV = -1, deci cresterea presiunii in sistem favorizeaza desfasurarea reactiei de la stanga la dreapta.

Influenta temperaturii

Reactia de ardere a hidrogenului fiind o reactie puternic exoterma ΔH < 0, este defavorizata de cresterea temperaturii in sistem. Deoarece, > 0, rezulta ca variatia cu temperatura a constantei de echilibru este o curba descrescatoare, asa cum se poate vedea in tabelul urmator:

Temperatura de echilibru se determina fie din punandu-se conditia sau din relatia punandu-se conditia , de unde rezulta T_e = 4292 K (4019 °C). Deci, reactia are loc pana la temperaturi foarte inalte.

Gradul de disociere x a vaporilor de apa in H₂ si O₂ dupa reactia:

5') 2H₂O = 2H₂ + O₂, H > 0, se calculeaza cu relatia:

, in care in aerul de combustie.

Concluziile privind influenta negativa a disocierii vaporilor de apa in procesele de ardere a diversilor combustibili continand hidrogen si hidrocarburi sunt aceleasi ca si in cazul disocierii dioxidului de carbon.

Tot din sistemul H - O fac parte si reactiile de formare a radicalilor OH:

6) 2 H₂O_g = 2 OH + H₂  ΔH= 521 981 J/mol H₂

7) 2 H₂O_g + O₂ = 4 OH  ΔH= 565 152 J/mol H₂