Ступінь перетворення - це відношення витраченого в реакції кількості реагенту до його вихідного кількості. Для реакції AÛR ступінь перетворення компонента A знаходять за формулою:
де NA, 0 і NA - початкова і поточне (кінцеве) кількість (в нашому випадку - молярний витрата) компонента А.
При завданні кількості речовини в масових одиницях справедливо вираз
З (1.17) і (1.18) випливає, що
Рівноважна ступінь перетворення характеризує максимальну глибину протікання оборотного ХТП в певних умовах. Зв'язок ХА з ХА * задається співвідношенням ХА = ах × ХА *. де 0 £ aх £ 1 - частка наближення реальної ступеня перетворення до рівноважної.
де Kp = k1 / k2. a k1. k2 - константи швидкостей прямої і зворотної реакцій відповідно.
Константу рівноваги беруть з довідкових даних або розраховують за величиною приросту енергії Гіббса:
де DGТ - термодинамічна рушійна сила ХТП (приріст енергії Гіббса в ході хімічних перетворень).
Енергію Гіббса при температурі Т знаходять з рівняння:
DGТ = I1 - Da × T × lnT - (1.23)
Тут I1 і I2 - постійні для даної реакції величини, які обчислюють на основі стандартних значень зміни ентальпії і ентропії:
I2 = + Da × (1 + ln298) +. (1.26)
Значення коефіцієнтів і стандартні значення DH298, DG298 і DS298 при Т = 298 К і Р = 101,325 кПа беруть з таблиць (див. Додатки).
Якщо немає необхідних значень DG298, i. але є DН298, i і DS298, i. то використовують формулу (1.27) (див. Додаток 1):
DG = DН - Т × DS. (1.27)
Як видно, розрахунок ХА * за сукупністю наведених вище формул вимагає значних зусиль, що істотно обмежує їх застосування.
Отримане значення Х * А використовують в подальшому для розрахунку матеріального і теплового балансу реактора.
Виходом продукту Фr називається відношення практичного виходу продукту NR, p до його максимально можливого (теоретичному) кількості NR, t:
Величину NR, t розраховують за рівнянням хімічної реакції, використовуючи вирази (1.23), (1.24).
Зв'язок між Фr і XA виражається співвідношеннями:
- для необоротних реакцій Фr = XA;
- для оборотних реакцій Фr =.