Для решения этой задачи воспользуемся уравнением Вант-Гоффа:

∆G = (lnПр – lnКр) (17)

где Пр – произведение фактических парциальных давлений газовых компонентов реакции; Кр – константа равновесия реакции при данной температуре.

Напомним, что в соответствии со вторым законом термодинамики и в изобарно – изотермических условиях возможно самопроизвольное протекание процессов, сопровождающихся уменьшением энергии Гиббса системы:

∆G < 0 (18)

В применении к химической реакции это означает, что процесс самопроизвольно может идти слева направо при ∆G < 0 и справа налево при ∆G>0.

Из уравнения (18) следует, что первое условие (∆G < 0) выполняется при Пр<Кр, а второе (∆G>0) – при Пр>Кр.

Таким образом, для ответа на поставленный вопрос необходимо рассчитать константу равновесия при заданной температуре (Т = 1300 К) и величину Пр при содержании H2S – 10 % об., CO2 – 30%, H2O – 30% и COS – 30%, а также общем давлении, равном 1013 гПа. Применяя уравнение (14) найдем величину Кр при 1300 К:

lnKp1300 = (-3765,76 / Т) + 0,33 = (-3765,76 / 1300) + 0,33 = -2,56

Кр1300 = 0,077

В соответствие с уравнением реакции, произведение фактических парциальных давлений запишется в виде

(19)

где Р/H2S, Р/CO2, Р/H2O, Р/COS – фактические парциальные давления, выраженные в относительных единицах. Для нахождения относительного давления следует давление, выраженное в Паскалях разделить на стандартное давление, равное 101325 Па. Общее давление, выраженное в относительных единицах:

По закону Дальтона, парциальное давление компонента газовой смеси равно общему давлению, умноженному на объемную долю данного компонента:

Р/H2S = Р/общ ∙0,1 = 0,1

Р/CO2 = Р/общ ∙0,3 = 0,3

Р/H2O = Р/общ ∙0,3 = 0,3

Р/COS = Р/общ ∙0,3 = 0,3

Отсюда произведение парциальных давлений согласно уравнению (19):

Так как Пр > Кр (3>-2,56), то при заданных условиях ∆G>0 и возможное направление реакции – справа налево, то есть будет происходить диссоциация продукта и будут увеличиваться содержания исходных веществ до тех пор, пока отношение парциальных давлений вновь станет равным Кр.