Реакция Будуара

редактировать

Реакция Будуара, названная в честь Октава Леопольда Будуара, является окислительно-восстановительной реакцией химическое равновесие смесь оксида углерода и диоксида углерода при данной температуре. Это опровержение ионизация окиси углерода в двуокись углерода и графит или наоборот:

2CO ⇌ CO. 2+ C
Стандартная энтальпия реакции Будуара при различных температурах

Будуар реакция с образованием диоксида углерода и углерода экзотермична при всех температурах. Однако стандартная энтальпия реакции Будуара становится менее отрицательной с повышением температуры, как показано сбоку.

Хотя энтальпия образования СО. 2выше, чем у СО, энтропия образования намного ниже. Следовательно, стандартная свободная энергия образования CO. 2из составляющих его элементов почти постоянна и не зависит от температуры, тогда как свободная энергия образования CO уменьшается с температурой. При высоких температурах прямая реакция становится эндергонической, благоприятствуя (экзергонической ) обратной реакции по отношению к CO, даже если прямая реакция все еще экзотермическая.

Влияние температуры на степень реакции Будуара лучше указывает значение константы равновесия, чем стандартная свободная энергия реакции. Значение log 10(Keq) для реакции как функция температуры в Кельвинах (действительно между 500–2200 K ) составляет приблизительно:

log 10 ⁡ (K экв.) = 9141 T + 0,000224 T - 9.595 {\ displaystyle \ log _ {10} (K _ {\ rm {eq}}) = {\ frac {9141} {T}} + 0.000224T-9.595}{\ displaystyle \ log _ {10} (K _ {\ rm {eq}}) = {\ frac {9141} {T}} + 0.000224T-9.595}

log 10(Keq) имеет значение нуля при 975 K.

. Значение изменения K экв с температурой состоит в том, что газ, содержащий СО, может образовывать элементарный углерод, если смесь охлаждается ниже определенной температуры. Термодинамическая активность углерода может быть рассчитана для смеси CO / CO. 2, зная парциальное давление каждого вида и значение K экв. Например, в высокотемпературной восстановительной среде, такой как среда, созданная для восстановления оксида железа в доменной печи или для приготовления атмосферы науглероживания, углерод монооксид - это стабильный оксид углерода. Когда газ, богатый CO, охлаждается до точки, при которой активность углерода превышает единицу, может иметь место реакция Будуара. Окись углерода затем имеет тенденцию диспропорционировать до двуокиси углерода и графита, в результате чего образуется сажа.

. При промышленном катализе это не просто бельмо на глазу; образование сажи (также называемое коксованием) может вызвать серьезные и даже необратимые повреждения катализаторов и слоев катализатора. Это проблема каталитического риформинга нефти и парового риформинга природного газа.

. Реакция названа в честь французского химика Октава Леопольда Будуара (1872–1872 гг.) 1923), который исследовал это равновесие в 1905 году.

Использует

Хотя повреждающее действие окиси углерода на катализаторы нежелательно, эта реакция была использована для получения чешуйки графита, нитевидные графитовые и пластинчатые графитовые кристаллиты, а также производящие углеродные нанотрубки. При производстве графита используются катализаторы молибден, магний, никель, железо и кобальт, а в углероде для производства нанотрубок используются катализаторы молибден, никель, кобальт, железо и Ni-MgO.

The Boudouard реакция - важный процесс внутри доменной печи . Восстановление оксидов железа не достигается непосредственно углеродом, так как реакции между твердыми частицами обычно очень медленные, а только оксидом углерода. Полученный диоксид углерода подвергается (обратной) реакции Будуара при контакте с коксом углеродом.

Ссылки

Внешние ссылки

Робинсон, Р. Дж. «Процесс Будуара для синтез-газа». Азбука альтернативной энергетики. Проверено 12 июля 2013 г.

Последняя правка сделана 2021-05-13 07:59:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте