反応:
蒸気改質の主な反応は、メタン(CH4)と蒸気(H2O)と合成ガス(Syngas)、一酸化炭素(CO)と水素(H2)の混合物を生成するための変換です。
CH4 + H2O⇌CO + 3H2
なぜ吸熱性があるのか:
1。強い絆を破る:
- メタン分子には強いC-H結合があり、水には強いH-O結合があります。これらの結合を破るにはエネルギーが必要です。
2。弱い結合の形成:
- 一酸化炭素と水素は、反応物と比較して弱い結合を持っています。 COのC =O結合とH2のH-H結合は、それぞれメタンと水のC-H結合およびH-O結合よりも弱い。
3。エネルギーバランス:
- 反応物の結合を破るために必要なエネルギーは、製品の弱い結合が形成されたときに放出されるエネルギーよりも大きくなります。エネルギーのこの違いは周囲から吸収され、反応を吸熱します。
実際的な意味:
- 高温要件: 蒸気の改革には、反応が進行するために必要なエネルギーを提供するために、高温(通常は700〜900°C)が必要です。
- エネルギー入力: 反応の吸熱性は、プロセスを維持するために外部熱源が必要であることを意味します。
- 熱力学的考慮事項: 反応は、より高い温度での製品形成を支持し、より高い変換を達成するために吸熱性の性質を有益にします。
要約:
天然ガスと蒸気の改質反応は、反応物の強い結合を破り、製品の弱い結合を形成するためにエネルギーの正味の消費を伴うため、吸熱性です。このエネルギー入力は、反応を駆動し、合成ガスを生成するために重要です。