Кимевий жараёнларнинг термодинамик тахлили

250C температурада, 1 моль 60%ли HNO3 курсатилган реакция учун Гиббс энергияси G узгариши куйидаги кийматларни ташкил килди: G298 = -310,7 кДж/моль, Н298=-411,2 кДж/моль. Натижада S=(Н-G)/Т=337 кДж/(моль.0С). Демак, Е = -311,9 кДж/моль, электрэнергия куринишида кайтар жараёнда хосил буладиган энергия микдорига тенг.

• 250C температурада, 1 моль 60%ли HNO3 курсатилган реакция учун Гиббс энергияси G узгариши куйидаги кийматларни ташкил килди: G298 = -310,7 кДж/моль, Н298=-411,2 кДж/моль. Натижада S=(Н-G)/Т=337 кДж/(моль.0С). Демак, Е = -311,9 кДж/моль, электрэнергия куринишида кайтар жараёнда хосил буладиган энергия микдорига тенг.
• Аммо Денбиг томонидан куриб чикган реал шароитларда 1 моль HNO3 кушимча 17,2 кДж/моль иссиклик сарфланган ва факат 133,6 кДж/моль HNO3 иссиклик сув буғи куринишида олинган эди, унинг эксергияси 36,8 кДж/моль НNO3 ташкил килади. Натижада, жараенга сарфланадиган эксергия Е = 36,8-17,2=19,6 кДж/моль HNO3 ва жараен ФИКи е=19,7/311,3=6,3% га баравар. Денбиг ва Рикерт аниклаган ФИК кийматларини фарки технологияларни фарки билангина эмас, балки Рикерт ФИКни куйидаги формула билан хисобланган:
• ,
• Денбиг эса куйидаги формула буйича
• ,
• бу ерда Еэн – келтирилган электроэнергия микдорини айригандан сунгги сув буғининг ишлаб чикарилган эксергия микдори, махражида эса – нитрат кислотага хом ашёни кайта ишлаганда хомашё эксергия йукотмаси.
• Бундай “айирма” ФИК доимо “ялпи” ФИКдан кичик булиши керак. Агарда жараён ФИКини Рикерт тахлил килганини Денбиг килгандай хисобласак, у холда е’ –8,5% га тенг булиб колади.
• Денбиг [67] жараен тахлилини анча батафсил бажарган. У мукаррар булган йукотмалар («шахсий» йукотмалар) деб аталувчи йукотмаларни ва четлатиб утиладиган йукотмаларни аниклаган.

Денбиг кимевий реакциялар боришида эксергия йукотмаларини тахлилини иккита алохида реакцияда куриб чикди:

• Денбиг кимевий реакциялар боришида эксергия йукотмаларини тахлилини иккита алохида реакцияда куриб чикди:
• NH3+9,6(хаво)=NO+3/2Н2О (суюк)+3/4О2+7,6N2 (III.2)
• 1,3H2O(суюк)+NO+3/2Н2О(газ)+3/4О2+7,6N2=HNO3+2,34H2O+7,6N2 (III.3)
• Мадомики, S=-G/Т, у холда Т0S=-(Т0/Т) G (III.2) реакцияси учун G киймати 1123 К 326,6 кДж/моль NO, Т0S=(288/1123)326,6= 83,7 кДж/моль NO.
• Шунга ухшаш (III.3) реакция учун
• Т0S=(-288/298).53,2=51,4 кДж/моль HNO3
• Натижада, эксергия йукотмалари 135,1 кДж/моль HNO3 тенг. 311,9 кДж/моль HNO3 дан юкори ва тенг килиб хисобланган кайтар жараеннинг максимал ишини билиб, бундан Денбиг эксергияни мукаррар йукотмаларни айриб ташлаб хисоблаганда
• 311,9-135,2=176,7 кДж/моль HNO3 тенглиги аникланган. Бирок, реал жараенда, юкорида курсатганимиздек факат 19,7 кДж/моль HNO3 cарфини айириш билан каноатланади.
• Бошка айрим йукотмаларга, шунингдек бархам бериш кийин. Системалардаги (яъни суюкликни ва газни насослар билан хайдашдаги сарфиётлар) гидравлик каршилик билан боглик йукотмалар бунга киради. Бирок катта кисм йукотмалар Денбиг куриб чиккан жараен боришида кимёвий реакция энергияси аммиакни оксидлашда жуда номакбул фойдаланилади. Реакция 8500С утади, хосил буладиган буғ факат 1380С температурага эга булади. Шунинг учун замонавий нитрат кислота ишлаб чикарадиган юкори параметрли буғларни олиш асосий талаблардан бири хисобланади. Нитрат кислота технологиясини бир катор такомиллаштиришларни саноатга жорий килиш охирги 20 йилда жараен е’ ФИКни 8,5:6,3=1,35 марта ортиришга имкон берди.
• Денбиг томонидан килинган мухим хулоса барча кимевий реакцияларга тегишли булади ва уларни «каршихаракат» шароитида утказишни талаб килади, бу фойдали ишни бу холда олиш ва кимевий реакцияни эркин энергиясидан кисман фойдаланиш имконини беради.