lecture 23
DESCRIPTION
lecture notesTRANSCRIPT
15 3/11,M Analysis of VLE Data #7) 12.1, 12.3, 12.6, 12.12,
12.13, 12.16, 12.18, 12.26,
12.27, 12.29, 12.44, 12.48,
12.54 and 12.59 due 4/1
17 3/11,M Exam I, 17:30-19:30, Computer
Lab TBD
18 3/13,W Go over Exam 1
19 3/15,F Liquid Phase Properties from
Thermodynamic Data
20 3/18,M Thermodynamic Consistency
Models for Excess Gibbs Free
Energy
21 3/20,W Property Changes of Mixing,
Heat Effects of Mixing Processes
21 3/22,F Enthalpy Concentration
Diagrams
Chemical Reaction Equilibria
Ch. 13
22 4/1,M Reaction Coordinate,
Reaction Stoichiometry
Multi Reaction Stoichiometry
#8) 13.1, 13.2, 13.3,13. 4, and
13.5, due 4/8
23 4/3,W Reaction Equilibrium Criteria
G0, Equilibrium Constant
24 4/5,F Temperature Effects on
Equilibrium Constant
25 4/8,M Equilbrium Composition and
Conversion: Gas Phase
Reactions
#9) 13.6, 13.11, 13.12, due
4/15
26 4/10,W Equilbrium Composition and
Conversion: Gas, Liquid,
Heterogeneous Reactions
27 4/12,F Reactions in Heterogeneous
Systems
28 4/15,M Multireaction Equilibria, Fuel
Cells
#10) 13.21, 13.28, 13.31,
13.33, 13.34, 13.36, 13.40,
13.41, 13.45 due 4/22
29 4/17,W Vapor/Liquid Equilibrium:
Gamma/Phi Formulation
BUBL P Calculations
30 4/19,F DEW P, DEW T, BUBL T Ch. 14
31 4/22,M Azeotropes, Flash Calculations #11) 14.1, 14.8, 14.15, 14.16,
and 14.24, due 5/3
32 4/24,W VLE from cubic equations of
state
33 4/26,F Equilibrium and Stability
Quiz 23 A: The endothermic reaction A B reaches
an equilibrium conversion of 25% in an adiabatic
steady-state flow reactor. Which of the following will
likely increase conversion?
A. Add a catalyst
B. Raise the inlet temperature
C. Use a bigger reactor
D. Remove inert from the feed
E. All of the above
G = H + TS
Quiz 23 B: The exothermic reaction A B reaches
an equilibrium conversion of 25% in an adiabatic
steady-state flow reactor. Which of the following will
likely increase conversion?
A. Add a catalyst
B. Raise the inlet temperature
C. Use a bigger reactor
D. Add an inert to the feed
E. All of the above
G = H + TS
A key concept in chemical engineering is the
difference between a thermodynamically limited
process and a kinetically limited process.
Reaction rates ARE NOT susceptible to
thermodynamic treatment.
Equilibrium conversions ARE susceptible to
thermodynamic treatment.
The purpose of Chapter 13 is to determine the
effects of TEMPERATURE, PRESSURE and
INITIAL COMPOSITION on the EQUILIBIRIUM
CONVERSION of chemical reactions.
Ag+ + Cl- AgCl
System: AgCl system
Stress Applied: added NH3
Observations: The addition of NH3 solution caused the
white precipitate of AgCl to disappear.
Chemical Explanation: The addition of NH3 decreased
the concentration of free silver ions in solution. This
decreased the rate of the forward reaction. As a result
the equilibrium shifted to the left. In doing so more
AgCl precipitate dissolved.
Le Chatlier's Principle:
States that a system at
equilibrum will oppose
any change in the
equilibrium conditions.
Ag+ + Cl- AgCl
System: AgCl system
Stress Applied: added NH3
Observations: The addition of NH3 solution caused the white
precipitate of AgCl to disappear.
Chemical Explanation: The addition of NH3 decreased the
concentration of free silver ions in solution. This decreased the rate
of the forward reaction. As a result the equilibrium shifted to the
left. In doing so more AgCl precipitate dissolved.
Le Chatlier's Principle:
States that a system at
equilibrum will oppose any
change in the equilibrium
conditions.
L V
System: single component, two-phase, liquid in equilibrium with its vapor
at given temperature
Stress Applied: Vapor is injected
Observations: Liquid will condense
Chemical Explanation: Saturation vapor pressure (and overall pressure)
of the system does not change since T does not change.
What would happen if we injected liquid? What about a two-component,
two-phase system?
Le Chatlier's Principle:
States that a system at
equilibrum will oppose any
change in the equilibrium
conditions.
nu1 = -1 n10 = 2
nu2 = -1 n20 = 1
nu3 = 1 n30 = 1
nu4 = 3 n40 = 4
nu = 2 n0 = 8
e (mols) yCH4 yH2O yCO yH2 Syi
0 0.25 0.13 0.13 0.50 1
0.05 0.24 0.12 0.13 0.51 1
0.1 0.23 0.11 0.13 0.52 1
0.15 0.22 0.10 0.14 0.54 1
0.2 0.21 0.10 0.14 0.55 1
0.25 0.21 0.09 0.15 0.56 1
0.3 0.20 0.08 0.15 0.57 1
0.35 0.19 0.07 0.16 0.58 1
0.4 0.18 0.07 0.16 0.59 1
0.45 0.17 0.06 0.16 0.60 1
0.5 0.17 0.06 0.17 0.61 1
0.55 0.16 0.05 0.17 0.62 1
0.6 0.15 0.04 0.17 0.63 1
0.65 0.15 0.04 0.18 0.64 1
0.7 0.14 0.03 0.18 0.65 1
0.75 0.13 0.03 0.18 0.66 1
0.8 0.13 0.02 0.19 0.67 1
0.85 0.12 0.02 0.19 0.68 1
0.9 0.11 0.01 0.19 0.68 1
0.95 0.11 0.01 0.20 0.69 1
1 0.10 0.00 0.20 0.70 1
Mole Fractions vs Reaction Coordinate
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
e
yi
yCH4
yH2O
yCO
yH2
Syi
│nu1│A1 + │nu2│A2 --> │nu3│A3 + │nu4│A4
G
i
v
e
n
Example 13.1
Example 13.2
nu1 = -1 n10 = 2
nu2 = 1 n20 = 1
nu3 = 0.5 n30 = 1
nu = 0.5 n0 = 4
e (mols) n1 n2 n3 yH2O yH2 yO2
0.00 2.00 1.00 1.00 0.50 0.25 0.25
0.05 1.95 1.05 1.03 0.48 0.26 0.25
0.10 1.90 1.10 1.05 0.47 0.27 0.26
0.15 1.85 1.15 1.08 0.45 0.28 0.26
0.20 1.80 1.20 1.10 0.44 0.29 0.27
0.25 1.75 1.25 1.13 0.42 0.30 0.27
0.30 1.70 1.30 1.15 0.41 0.31 0.28
0.35 1.65 1.35 1.18 0.40 0.32 0.28
0.40 1.60 1.40 1.20 0.38 0.33 0.29
0.45 1.55 1.45 1.23 0.37 0.34 0.29
0.50 1.50 1.50 1.25 0.35 0.35 0.29
0.55 1.45 1.55 1.28 0.34 0.36 0.30
0.60 1.40 1.60 1.30 0.33 0.37 0.30
0.65 1.35 1.65 1.33 0.31 0.38 0.31
0.70 1.30 1.70 1.35 0.30 0.39 0.31
0.75 1.25 1.75 1.38 0.29 0.40 0.31
0.80 1.20 1.80 1.40 0.27 0.41 0.32
0.85 1.15 1.85 1.43 0.26 0.42 0.32
0.90 1.10 1.90 1.45 0.25 0.43 0.33
0.95 1.05 1.95 1.48 0.23 0.44 0.33
1.00 1.00 2.00 1.50 0.22 0.44 0.33
Moles vs Reaction Coordinate
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
e
ni
n1
n2
n3
│n1│A1 --> │n2│A2+ │nu3│A3
calculate number of moles of each species as a function of reaction coordinate.
Pr 13.1a
nu1 = -4 n10 = 2
nu2 = -5 n20 = 5
nu3 = 4 n30 = 0
nu4 = 6 n40 = 0
nu = 1 n0 = 7
e (mols) y1 y2 y3 y4 Syi
0 0.29 0.71 0.00 0.00 1
0.05 0.26 0.67 0.03 0.04 1
0.1 0.23 0.63 0.06 0.08 1
0.15 0.20 0.59 0.08 0.13 1
0.2 0.17 0.56 0.11 0.17 1
0.25 0.14 0.52 0.14 0.21 1
0.3 0.11 0.48 0.16 0.25 1
0.35 0.08 0.44 0.19 0.29 1
0.4 0.05 0.41 0.22 0.32 1
0.45 0.03 0.37 0.24 0.36 1
0.5 0.00 0.33 0.27 0.40 1
Mole Fractions vs Reaction Coordinate
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
e
yi
y1
y2
y3
y4
│nu1│A1 + │nu2│A2 --> │nu3│A3 + │nu4│A4
Epsilon has units of moles (see
Eq 13.3). This leads to the
concept of moles of reaction.
A change in epsilon of one
mole means the reaction
proceeds to the extent that the
change in mole number of
each reactant and procuct is
equal to its stoichiometric
number. If n10=2, we need
two moles of reaction, etc.
Ex 13.3
Species ni0 nui1 nui2
1 CH4 3 -1 -1
2 H2O 3 -1 -2
3 CO 1 1 0
4 H2 1 3 4
5 CO2 1 0 1
Total 9 2 2
e1 (mols) e2 (mols) yCH4 yH2O yCO yH2 yCO2 Syi n1 n2 n3 n4 n5 Sn n
0.00 0.00 0.33 0.33 0.11 0.11 0.11 1 3 3 1 1 1 9 0
0.05 0.05 0.32 0.31 0.11 0.15 0.11 1 2.9 2.85 1.05 1.35 1.05 9.2 0.2
0.10 0.10 0.30 0.29 0.12 0.18 0.12 1 2.8 2.7 1.1 1.7 1.1 9.4 0.4
0.15 0.15 0.28 0.27 0.12 0.21 0.12 1 2.7 2.55 1.15 2.05 1.15 9.6 0.6
0.20 0.20 0.27 0.24 0.12 0.24 0.12 1 2.6 2.4 1.2 2.4 1.2 9.8 0.8
0.25 0.25 0.25 0.23 0.13 0.28 0.13 1 2.5 2.25 1.25 2.75 1.25 10 1
0.30 0.30 0.24 0.21 0.13 0.30 0.13 1 2.4 2.1 1.3 3.1 1.3 10.2 1.2
0.35 0.35 0.22 0.19 0.13 0.33 0.13 1 2.3 1.95 1.35 3.45 1.35 10.4 1.4
0.40 0.40 0.21 0.17 0.13 0.36 0.13 1 2.2 1.8 1.4 3.8 1.4 10.6 1.6
0.45 0.45 0.19 0.15 0.13 0.38 0.13 1 2.1 1.65 1.45 4.15 1.45 10.8 1.8
0.50 0.50 0.18 0.14 0.14 0.41 0.14 1 2 1.5 1.5 4.5 1.5 11 2
0.55 0.55 0.17 0.12 0.14 0.43 0.14 1 1.9 1.35 1.55 4.85 1.55 11.2 2.2
0.60 0.60 0.16 0.11 0.14 0.46 0.14 1 1.8 1.2 1.6 5.2 1.6 11.4 2.4
0.65 0.65 0.15 0.09 0.14 0.48 0.14 1 1.7 1.05 1.65 5.55 1.65 11.6 2.6
0.70 0.70 0.14 0.08 0.14 0.50 0.14 1 1.6 0.9 1.7 5.9 1.7 11.8 2.8
0.75 0.75 0.13 0.06 0.15 0.52 0.15 1 1.5 0.75 1.75 6.25 1.75 12 3
0.80 0.80 0.11 0.05 0.15 0.54 0.15 1 1.4 0.6 1.8 6.6 1.8 12.2 3.2
0.85 0.85 0.10 0.04 0.15 0.56 0.15 1 1.3 0.45 1.85 6.95 1.85 12.4 3.4
0.90 0.90 0.10 0.02 0.15 0.58 0.15 1 1.2 0.3 1.9 7.3 1.9 12.6 3.6
0.95 0.95 0.09 0.01 0.15 0.60 0.15 1 1.1 0.15 1.95 7.65 1.95 12.8 3.8
1.00 1.00 0.08 0.00 0.15 0.62 0.15 1 1 0 2 8 2 13 4
Species ni0 nui1 nui2
1 CH4 3 -1 -1
2 H2O 3 -1 -2
3 CO 1 1 0
4 H2 1 3 4
5 CO2 1 0 1
Total 9 2 2
e1/e2
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
0.00 0.33 0.32 0.32 0.31 0.30 0.29 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18
0.05 0.32 0.32 0.31 0.30 0.29 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18
0.10 0.32 0.31 0.30 0.29 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17
0.15 0.31 0.30 0.29 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16
0.20 0.30 0.29 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16
0.25 0.29 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15
0.30 0.28 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15
0.35 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14
0.40 0.27 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14
0.45 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13
0.50 0.25 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13
0.55 0.24 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12
0.60 0.24 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11
0.65 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11
0.70 0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10
0.75 0.21 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10
0.80 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.10
0.85 0.20 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.10 0.09
0.90 0.19 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.10 0.09 0.09
0.95 0.19 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.10 0.09 0.09 0.08
1.00 0.18 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08
Methane
Only
0.0
0
0.1
0
0.2
0
0.3
0
0.4
0
0.5
0
0.6
0
0.7
0
0.8
0
0.9
0
1.0
00.0
0
0.1
0
0.2
0
0.3
0
0.4
0
0.5
0
0.6
0
0.7
0
0.8
0
0.9
0
1.0
00.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
yCH4
eps1
eps2
Mole Fraction CH4 vs eps1 and eps2
Pr 13.2
Species ni0 nui1 nui2
1 C2H4 2 -1 -1
2 O2 3 -0.5 -3
3 ((CH2)2)O 0 1 0
4 CO2 0 0 2
5 H2O 0 0 2
Total 5 -0.5 0
e1 (mols) e2 (mols) yCH4 yH2O yCO yH2 yCO2 Syi n1 n2 n3 n4 n5 Sn n
0.00 0.00 0.40 0.60 0.00 0.00 0.00 1 2 3 0 0 0 5 0
0.05 0.05 0.38 0.57 0.01 0.02 0.02 1 1.9 2.825 0.05 0.1 0.1 4.975 -0.03
0.10 0.10 0.36 0.54 0.02 0.04 0.04 1 1.8 2.65 0.1 0.2 0.2 4.95 -0.05
0.15 0.15 0.35 0.50 0.03 0.06 0.06 1 1.7 2.475 0.15 0.3 0.3 4.925 -0.08
0.20 0.20 0.33 0.47 0.04 0.08 0.08 1 1.6 2.3 0.2 0.4 0.4 4.9 -0.1
0.25 0.25 0.31 0.44 0.05 0.10 0.10 1 1.5 2.125 0.25 0.5 0.5 4.875 -0.13
0.30 0.30 0.29 0.40 0.06 0.12 0.12 1 1.4 1.95 0.3 0.6 0.6 4.85 -0.15
0.35 0.35 0.27 0.37 0.07 0.15 0.15 1 1.3 1.775 0.35 0.7 0.7 4.825 -0.18
0.40 0.40 0.25 0.33 0.08 0.17 0.17 1 1.2 1.6 0.4 0.8 0.8 4.8 -0.2
0.45 0.45 0.23 0.30 0.09 0.19 0.19 1 1.1 1.425 0.45 0.9 0.9 4.775 -0.23
0.50 0.50 0.21 0.26 0.11 0.21 0.21 1 1 1.25 0.5 1 1 4.75 -0.25
0.55 0.55 0.19 0.23 0.12 0.23 0.23 1 0.9 1.075 0.55 1.1 1.1 4.725 -0.28
0.60 0.60 0.17 0.19 0.13 0.26 0.26 1 0.8 0.9 0.6 1.2 1.2 4.7 -0.3
0.65 0.65 0.15 0.16 0.14 0.28 0.28 1 0.7 0.725 0.65 1.3 1.3 4.675 -0.33
0.70 0.70 0.13 0.12 0.15 0.30 0.30 1 0.6 0.55 0.7 1.4 1.4 4.65 -0.35
0.75 0.75 0.11 0.08 0.16 0.32 0.32 1 0.5 0.375 0.75 1.5 1.5 4.625 -0.38
0.80 0.80 0.09 0.04 0.17 0.35 0.35 1 0.4 0.2 0.8 1.6 1.6 4.6 -0.4
0.85 0.85 0.07 0.01 0.19 0.37 0.37 1 0.3 0.025 0.85 1.7 1.7 4.575 -0.43
0.86 0.86 0.06 0.00 0.19 0.38 0.38 1 0.28 -0.01 0.86 1.72 1.72 4.57 -0.43
Species ni0 nui1 nui2
1 CO2 2 -1 -1
2 H2O 5 -3 -1
3 CH3OH 0 1 0
4 H2O 0 1 1
5 CO 1 0 1
Total 8 -2 0
e1 (mols) e2 (mols) yCH4 yH2O yCO yH2 yCO2 Syi n1 n2 n3 n4 n5 Sn n
0.00 0.00 0.25 0.63 0.00 0.00 0.13 1 2 5 0 0 1 8 0
0.05 0.05 0.24 0.61 0.01 0.01 0.13 1 1.9 4.8 0.05 0.1 1.05 7.9 -0.1
0.10 0.10 0.23 0.59 0.01 0.03 0.14 1 1.8 4.6 0.1 0.2 1.1 7.8 -0.2
0.15 0.15 0.22 0.57 0.02 0.04 0.15 1 1.7 4.4 0.15 0.3 1.15 7.7 -0.3
0.20 0.20 0.21 0.55 0.03 0.05 0.16 1 1.6 4.2 0.2 0.4 1.2 7.6 -0.4
0.25 0.25 0.20 0.53 0.03 0.07 0.17 1 1.5 4 0.25 0.5 1.25 7.5 -0.5
0.30 0.30 0.19 0.51 0.04 0.08 0.18 1 1.4 3.8 0.3 0.6 1.3 7.4 -0.6
0.35 0.35 0.18 0.49 0.05 0.10 0.18 1 1.3 3.6 0.35 0.7 1.35 7.3 -0.7
0.40 0.40 0.17 0.47 0.06 0.11 0.19 1 1.2 3.4 0.4 0.8 1.4 7.2 -0.8
0.45 0.45 0.15 0.45 0.06 0.13 0.20 1 1.1 3.2 0.45 0.9 1.45 7.1 -0.9
0.50 0.50 0.14 0.43 0.07 0.14 0.21 1 1 3 0.5 1 1.5 7 -1
0.55 0.55 0.13 0.41 0.08 0.16 0.22 1 0.9 2.8 0.55 1.1 1.55 6.9 -1.1
0.60 0.60 0.12 0.38 0.09 0.18 0.24 1 0.8 2.6 0.6 1.2 1.6 6.8 -1.2
0.65 0.65 0.10 0.36 0.10 0.19 0.25 1 0.7 2.4 0.65 1.3 1.65 6.7 -1.3
0.70 0.70 0.09 0.33 0.11 0.21 0.26 1 0.6 2.2 0.7 1.4 1.7 6.6 -1.4
0.75 0.75 0.08 0.31 0.12 0.23 0.27 1 0.5 2 0.75 1.5 1.75 6.5 -1.5
0.80 0.80 0.06 0.28 0.13 0.25 0.28 1 0.4 1.8 0.8 1.6 1.8 6.4 -1.6
0.85 0.85 0.05 0.25 0.13 0.27 0.29 1 0.3 1.6 0.85 1.7 1.85 6.3 -1.7
0.90 0.90 0.03 0.23 0.15 0.29 0.31 1 0.2 1.4 0.9 1.8 1.9 6.2 -1.8
0.95 0.95 0.02 0.20 0.16 0.31 0.32 1 0.1 1.2 0.95 1.9 1.95 6.1 -1.9
1.00 1.00 0.00 0.17 0.17 0.33 0.33 1 0 1 1 2 2 6 -2Pr 13.3
i Species nui ni0 yi G0
f (J/mol)
1 H2 -1 1 0.2875 0
2 CO2 -1 1 0.2875 -395790
3 H2O 1 0 0.2125 -192420
4 CO 1 0 0.2125 -200240
Totals 0 2 1
eps = 0.425
T = 1000 K
G = -208661.6
R = 8.314 J/mol-K
eps G
0.35 -208492.9
0.4 -208627
0.425 -208662
0.45309 -208675
0.5 -208638
0.55 -208518
0.6 -208314
G vs eps at 1000 K
-208700
-208650
-208600
-208550
-208500
-208450
-208400
-208350
-208300
-208250
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
eps
G
Pr 13.4
For non-ideal gases, we defined the Gibbs free energy by introducing
the concept of fugacity.
For pure species i in its standard state at the same temperature:
Criterion for Chemical
Equilibrium (13.8)
Combine to eliminate mi
for the equilibrium state
of a chemical reaction.
The fugacity ratios connect the equilibrium state
of interest and the standard states of the
individual species (see section 13.5).
Index Species nui Ai Bi Ci Di
H0
f298
(J/mol)
G0
f298
(J/mol)
1 C2H4 -1 1.424 1.44E-02 -4.39E-06 0 52510 68460
2 H2O -1 3.47 1.45E-03 0 1.21E+04 -241818 -2.29E+05
3 C2H5OH 1 3.518 2.00E-02 -6.00E-06 0 -235100 -168490
T = 145
T = 418.15 K IDCPH = -23.12095 eq 13.19
T0 = 298.15 K IDCPS = -0.069235 eq 5.15
tau = 1.402481972 eq 13.18
R = 8.314 J/mol-K G0
T = 1.935548
ln K = -1.935548
K = 0.144345
A = -1.376E+00
B = 4.157E-03
C = -1.610E-06 K0 = 29.36593 eq 13.21
D = -1.210E+04 K1 = 0.004984 eq 13.22
H0
298 = -4.579E+04 J/mol K2 = 0.986155 eq 13.23
G0
298 = -8.378E+03 J/mol K = 0.144345 eq 13.20
T/K 1/T tau K0 K1 K2 K ln K
298.15 0.003354016 1 29.36593 1 1 29.36593 3.379835
418.15 0.002391486 1.40248 29.36593 0.004984 0.986155 0.144345 -1.935548
523.15 0.001911498 1.754637 29.36593 0.000354 0.977841 0.010176 -4.587704
593.15 0.001685914 1.989435 29.36593 0.000102 0.979368 0.002942 -5.828616
1273.15 0.000785453 4.270166 29.36593 7.18E-07 1.213823 2.56E-05 -10.57357
Example 13.4