Hiện tượng chuyển dịch cân bằng được sử dụng rộng rãi trong các quá trình công nghệ hóa học khác nhau. Chúng ta xét một vài ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Quá trình tổng hợp HCl, HCl là một trong những sản phẩm quan trọng nhất của công nghiệp hóa học. Trong công nghiệp HCl được điều chế bằng phương pháp tổng hợp trực tiếp từ H2 và Cl2 theo phản ứng:
H2(k) + Cl2(k) ↔ 2HCl(k) ΔH = -93,31 kJ/mol
Để tăng hiệu suất thu HCl phải tạo điều kiện để cân bằng chuyển dịch từ trái sang phải. Muốn vậy, người ta dùng dư H2 (thông thường tỉ lệ H2 : Cl2 = 1,5 đến 2). Việc dùng dư H2, tức là tăng nồng độ H2, làm cho cân bằng chuyển dịch về phía bên phải và do đó làm tăng hiệu suất thu HCl theo Clo. Việc dùng dư H2 còn có tác dụng khác là, nhờ hiệu suất sử dụng Clo cao mà trong hỗn hợp khí thải ra hàm lượng Clo bé và do đó làm giảm mức độ ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, để cho cân bằng chuyển dịch từ trái sang phải người ta có thể tiến hành giảm nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng. Điều này được thực hiện bằng cách làm nguội nhanh hỗn hợp khí sau khi ra khỏi buồng đốt.
Về phương diện áp suất, vì số mol khí ở trước và sau bằng nhau, nên áp suất không làm ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng của hệ. Vì vậy trong thực tế phản ứng được thực hiện ở áp suất bình thường.
Ví dụ 2: Quá trình tổng hợp amoniac. Amoniac cũng là một trong những sản phẩm quan trọng nhất của ngành công nghiệp hóa học. Phương pháp chủ yếu sản xuất NH3 là từ N2 và H2:
N2(k) + 3H2(k) ↔ 2NH3(k) ΔH = -46,2kJ/mol
Nhìn vào phương trình phản ứng cho thấy, hiệu suất tổng hợp NH3 tăng khi nhiệt độ tiến hành phản ứng thấp và áp suất phản ứng cao. Trong thực tế phản ứng được thực hiện ở 400oC và 200 atm. Sự giới hạn về áp suất là do yếu tố kỹ thuật; còn sự giới hạn về nhiệt độ là yếu tố động học.
Ngoài ra, để tăng tốc độ phản ứng người ta dùng xúc tác Fe.
» Tin mới nhất:
» Các tin khác: