>	restart:#"m09_p09"

En un reactor isobárico a 100 kPa se calienta una mezcla equimolar de CO2 y H2 hasta 2000 K, apareciendo CO y H2O. Calcular la composición de equilibrio.

Datos:

>	read`../therm_chem.m`:with(therm_chem):with(therm_proc):

>	dat:=[b_a=1,T1=2000*K_];

Eqs. const.:

>	dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),SI2,SI1:

a) Calcular la composición de equilibrio.

Si suponemos que sólo se va a formar CO y H2O, la regla de Volterra enseña que sólo hay [CO2,H2,CO,H2O]-[C,O,H] = 1 reacción independiente, que tomamos como CO2 + H2 = CO + H2O.

>

eq:=CO2+H2=CO+H2O;eq_:=evalf(subs(p=p0,dat,eqEQ(eq))):use RealDomain in eq1:=ln(lhs(%))=ln(op(1,op(2,%)))+ln(op(2,op(2,%))) end use; eq1:=evalf(subs(T=T1,p=p0,dat,eqEQ(eq)));eqDat:=b/a=subs(dat,b_a);eqMIX_:=eqMIX(a*CO2+a*H2=[4,6,7,8]);'eqNX'=eqNX;'eqBC'=eqBC;'eqCH'=eqBH;'eqBO'=eqBO;sol1:=solve({eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN,eq1})[1];

i.e. a 100 kPa y 2000 K el equilibrio es con un 11 %de CO2, otro 11 % de H2, un 39 % de CO y otro 39 % de H2O.

Podemos calcular el calor necesario para pasar del estado inicial (equimolar enCO2 y H2, a 100 kPa y 298 K) al estado final (equilibrio a 100 kPa y 2000 K).

>	eq15_6_2;PCI_:=PCI(eq);subs(PCI_=PCI_std,sol1,cpComp,T=T1,dat,eq15_6_3);

i.e. el PCI=-41 kJ/mol indica que la reacción es endotérmica*, y po tanto el balance energético nos muestra que el calor que sale es más negativo aún, qs=-91 kJ por mol reaccionado.