Le Chatiliers princip och exoterma reaktioner
Hej!
Jag försöker förstå hur en exoterm reaktion påverkas beroende på temperaturen.
Om vi tar Haber-Bosch metoden som exempel:
Jag läste att den kräver hög temperatur och tryck.
Vad jag hittills har förstått så missgynnas en exoterm reaktion av högre temperatur?
Om vi tex har: A + B <-> C + värme
När vi tillsätter värme till denna reaktion så borde ju hela reaktionen gå åt vänster, motsatsen till exoterm är ju endoterm... Eller strävar hela reaktionen åt höger för att motverka temphöjningen?
Kan någon vänlig förklara för mig hur man ska tänka kring temperaturförändringar vid en exoterm reaktion?
Flyttade tråden från Kemi/allmänna frågor till Kemi/universitet /Smaragdalena, moderator
Du har helt rätt i att reaktionen missgynnas av en hög temperatur. Det här är i grund och botten ett ingenjörsproblem.
Reaktionens hastighet är proportionell mot . Det innebär att reaktionen kommer att gå snabbare vid högre temperatur, men vi kommer inte att ha bildat lika mycket produkter när reaktionen har nått jämvikt. Vid en låg temperatur kommer reaktionen att gå långsamt men vi kommer att ha mycket produkter när den har nått jämvikt.
Ur ett industriellt perspektiv är man ute efter att maximera produktiviteten, d.v.s. hur många ton ammoniak vi kan bilda varje timme. Man får högre produktivitet genom att trycka in massvis med vätgas och kvävgas vid en hög temperatur jämfört med att ha låga flöden och låg temperatur. Man bildar helt enkelt fler ton ammoniak varje timme genom att ha en hög temperatur. Konsekvensen är att vi har förskjutit jämvikten åt vänster och därför även får ut mer oreagerad vätgas och kvävgas. Det är däremot ganska enkelt att åtgärda genom att separera ut dem ur den utgående gasblandningen och sedan skicka tillbaka dem till reaktorn. Ammoniak har t.ex. mycket högre kokpunkt (lägre ångtryck) än vätgas och kvävgas, så man kan kondensera ut just ammoniak ur blandningen genom nedkylning eller en tryckökning. Den högre produktiviteten innebär att man säljer mer ammoniak och det kompenserar mer än tillräckligt för den ökade kostnaden som separationsutrustningen innebär.
Detta gäller inte bara Haber-Bosch-metoden utan kemi- och processindustri i allmänhet. Även om en reaktion missgynnas av hög temperatur och högt tryck måste de ändå hållas ganska höga för att ha en tillräckligt hög produktion för att verksamheten ska vara lönsam(mare).
Jag tackar för ett mycket givande svar! /Roger
