Приложение. Определение степени превращения SO2 в SO3

Определение степени превращения SO₂ в SO₃

(степени контактирования)

 

При расчете точной степени превращения SO₂ в SO₃ необходимо учитывать изменение числа молей при протекании реакции. Если содержание SO₂ в газовой смеси до и после контактирования в мольных долях равно соответственно а и b, а степень превращения х, то число молей SO₃, образовавшегося из 1 моля газовой смеси, поступающей на контактирование, равно ах, а число молей непрореагировавшего SO₂ а(1-х). При этом в соответствии со стехиометрией реакции число молей прореагировавшего кислорода составит . Количество газовой смеси, остающейся после контактирования, в молях:

 

Следовательно мольная доля SO₂ в газовой смеси после контактирования

 

(2.3.7)

Из уравнения 2.3.7 выразим степень превращения SO₂ (в долях единицы)

 

 

(2.3.8)

 

Поскольку в реальных условиях исходная концентрация SO₂ не превышает 10%, величина изменения числа молей не превышает 0, 05 и для приблизительных расчетов ею можно пренебречь. В этом случае уравнение (2.3.7) преобразуется к обычному виду (см. гл.I), характерному для процессов при постоянном объеме:

 

(2.3.9)

 

Выбор той или иной формулы для расчета определяется методом анализа: для хроматографического метода – удобнее уравнение 2.3.8, для йодометрического – уравнение 2.3.11.

При расчете степени превращения на основе экспериментально полученных результатов по количеству вытекающей воды при анализе газовой смеси после контактирования процент SO₂ определяется не по отношению ко всей газовой смеси, а к газовой смеси без SO_3. Тогда условное содержание SO₂ в газе после контактирования B ΄:

 

, (2.3.10)

 

где ах - мольная доля SO₃ в газе после контактирования.

 

 

Тогда

 

(2.3.11)