Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

При протекании реак­ции окисления аммиака.

Читайте также:
  1. Влияние температуры и давления на скорость и степень превращения обратимой экзотермической реакции синтеза аммиака. Линия оптимальных температур (ЛОТ)
  2. Е) Теплота окисления FeO до Fe2O3.
  3. Интерпретация зависимости превращения реагента от Т при протекании эндотермической и экзотермической обратимой каталитической реакции.
  4. Контактное окисление диоксида в триоксид серы. Равновесие процесса. Катализаторы, механизм и кинетика процесса.График скоростей и ЛОТ окисления SO2…. .
  5. МЕТОДЫ ОКИСЛЕНИЯ – ВОССТАНОВЛЕНИЯ.
  6. Оксиды - это сложные вещества, состоящие из какого-нибудь элемента и кислорода со степенью окисления -2.
  7. Основные стадии процесса окисления аммиака до оксида азота(2), как гетерогенно-каталитического ХТП.
  8. СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ
  9. Чем объясняется переменная валентность и набор разных степеней окисления d-элементо
Помощь в написании учебных работ
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

Как указывалось выше, для проточного реактора время пребы­вания в аппарате отдельных элементов потока является в общем случае непрерывной случайной величиной, т. е. имеет статисти­ческую природу. Непрерывная случайная величина может быть задана с помощью функций распределения случайной величины. Различают интегральную функцию распределения F(τ) и диффе­ренциальную функцию, или плотность распределения f(τ).

Интегральная функция распределения времени пребывания F(τ) – это объемная доля потока, выходящего из реактора, которая находи­лась в реакторе в течение времени, меньшего чем τ.

В терминах теории вероятности F(τ) – это вероятность того, что время пребывания потока, вошедшего при τ0 = 0, не превысит некоторого значения τi:

F(τi) = Р(τ ≤ τi)

Свойства интегральной функции распределения:

F(0) = 0;

F(∞) = 1

если τ2 > τ1, то F(τ2) ≥ F(τ1)

Если τ – непрерывная случайная величина, то F(τ) – непре­рывная функция, и тогда dF(τ) – это объемная доля выходного потока, время пребывания которой в аппарате находится между значениями τ и .

Производная dF(τ)/dτ = f(τ) называется дифференциальной функцией распределения, или плотностью распределения случайной величины.

Дифференциальная функция распределения в данной задаче определена при τ > 0 и характеризуется следующими свойствами:

f(τ) ≥ 0

(12.1)

Величина f(τ)dτ имеет такой же физический смысл, что и dF(τ).

Например, если τi – какое-то конкретное значение времени пребывания в интервале от τ до τ + dτ, то

f(τi)dτ = [dF(τi)] = Р(τ ≤ τi ≤ τ + dτ) (12.2)

Вероятность того, что время пребывания фиксированной доли потока в реакторе находится в конечном интервале от τ1 до τ2

Вероятность того, что время пребывания фиксированной доли потока в реакторе больше любого заданного значения τ:

Среднее время пребывания фиксированной доли потока в ре­акторе равно математическому ожиданию непрерывной случайной величины, имеющей данную функцию распределения:

(12.3)

Экспериментальное изучение функций распределения

Экспериментально функция распределения времени пребыва­ния может быть найдена исследованием так называемых кривых отклика.

Итак, мы хотим знать, какое количество текущей жидкости бу­дет находиться в аппарате то или иное время. При этом отдель­ные частицы жидкости для нас неразличимы: мы не изучаем поле скоростей и не можем сказать, каким образом та или иная части­ца прошла от входа к выходу. Поэтому, обнаружив на выходе какую-либо частицу жидкости, нельзя сказать, вошла она в аппа­рат минуту назад или находилась в нем в течение часа.

Чтобы различить частицы, поступим так. Выделим из всей со­вокупности частиц те, которые вошли в аппарат в некоторый за­фиксированный момент. Момент этот примем за начало опыта. Если аппарат работает непрерывно в стационарном режиме то «судьба» выделенных частиц (например, распределение време­ни пребывания) не будет отличаться от «судьбы» любых других. Таким образом, выделенные частицы образуют представи­тельную выборку из генеральной совокупности частиц, дви­жущихся через аппарат. Для выделения интересующих нас частиц пометим жидкость, входящую в аппарат в момент, который примем за начало опыта (при τ = 0). Для этого во входящий поток быстро (теоретически мгновенно) добавляем порцию какой-либо примеси, называемой индикатором, или трассером. Схема установки изобра­жена на рис. 12.2.

Рис. 12.2. Схема установки для измерения распределения времени пребывания:

1 - ввод индикатора; 2 - вход в аппарат; 3 - выход из аппарата; 4 – датчик концентрации индикатора; 5 - самописец.

 

Трассер должен быть легко количественно определим, должен отличаться по какому-либо свойству (окраске, электрической проводимости, оптической плотности, кислотности, радиоактив­ности и т. д.) от веществ основного потока.

Кроме того, его добавление не должно влиять на характер потока (в частности, его следует вводить ма­ло, чтобы существенно не изменять расход), а сам он должен дви­гаться вместе с потоком, ни с чем не реагируя и не сорбируясь. Так, к потоку воды можно добавить немного кислоты или краси­теля, к воздуху – немного СО2 или Не. Начиная с момента τ = 0, на выходе из аппарата измеряют кон­центрацию индикатора си как функцию времени. Способ подачи трассера может быть различным: ступенча­тым (до момента времени τ0 индикатор не вводили в поток, а с момента τ0, его вводят с постоянным расходом), импульсным (мгно­венное введение порции индикатора) или периодическим (напри­мер, иметь синусоидальный характер). Для получения кривой от­клика на входной сигнал (т.е. выходной сигнал) измеряют в разные моменты времени концентрацию или количество индикатора в по­токе, выходящем из реактора.

Для определения интегральной функции распределения создают входной сигнал ступенчатой (скачкообразной) формы (рис. 12.3). Измеряя в этом случае концентрацию индикатора на выходе в момент времени τi, и отнеся ее к начальной концентрации определяют какая доля потока находилась в проточном аппарате в течение времени, меньшего τi.

Рис. 12.3. Входной сигнал ступенчатой (скачкообразной) формы (а)

и кривая отклика (выходной сигнал) на него (б).

Рис. 12.4. Входной сигнал импульсной формы (а)

и кривая отклика (выходной сигнал) отклика на него (б)

 

Такая относительная концентра­ция (безразмерная случайная величина)

изменяется от 0 до 1 и соответствует интегральной функции рас­пределения F(τ), т.е. функция Ĉ(τ) обладает теми же свойствами, что и функция F(τ).

Важно отметить, что время пребывания в реакторе индикатора такое же, как и частиц основного потока, помеченных индикато­ром. Так как величина Ĉ(τ) безразмерная, она одна и та же и для индикатора, и для помеченного этим индикатором потока.

Дифференциальная функция распределения f(τ) соответствует кривой отклика на сигнал импульсной формы (рис. 12.4). Пока­жем, что это действительно так.

Пусть в момент времени τ0 на входе в проточный реактор импульсно введен индикатор в количестве nи,0. В некоторый мо­мент времени τi, концентрация индикатора на выходе из аппарата составит cиi), а произведение vcиi), где v – объемный расход, будет равно расходу индикатора в выходном потоке. Если рассмот­реть два момента времени τi, и τi + dτ, отличающиеся между собой на бесконечно малую величину dτ, то произведение vcиi)dτ покажет, какое количество индикатора покинет реактор за промежугок времени от τi до τi + dτ. Разделив это количество на nи,0, получим долю от первоначального количества индикатора, находившегося в реакторе в течение времени τi от τi до τi + dτ. По опреде­лению такая доля равна dF(τ) или f(τ)dτ [уравнение (12.2)].

vcиi)dτ = F(τi + dτ)- F(τi) = dF(τ) = f(τ)dτ

Следовательно,

(12.4)

Если v = const, а nи,0 постоянна по своему смыслу при импульс­ном введении индикатора, функция cи(τ) совпадает с функцией f(τ), с точностью до постоянного коэффициента. Это позволяет экспериментально получить дифференциальную функцию распределе­ния, измеряя во времени концентрацию индикатора.

Как и для интегральной функции распределения, по измене­нию концентрации индикатора cи(τ) можно судить о времени пре­бывания в реакторе частиц потока, помеченных этим индикатором.

Рассмотрим теперь, как выглядят функции распределения для реакторов с идеальной гидродинамической обстановкой (реакто­ры идеального смешения и идеального вытеснения) и для реакто­ров, описываемых ячеечной и диффузионной моделями.

Функции распределения времени пребывания идеальных и неидеальных проточных реакторов

Реактор идеального смешения.

Выведем уравнение, позволяю­щее рассчитать интегральную функцию распределения F(τ) для сгационарного реактора идеального смешения, а затем дифферен­цированием этой функции получим дифференциальную функцию распределения f(τ).

В соответствии с допущениями об идеальности, любой бес­конечно малый элемент потока, вошедший в реактор идеального смешения, может сразу после ввода появиться с вероятностью f0+Δτ) в любой точке реактора или в потоке, выходящем из ре­актора. Следовательно, вероятность выхода такого элемента из реактора не зависит от его пути или его истории (длительности пребывания в реакторе). Поэтому вероятность того, что он оста­нется в аппарате дольше, чем в течение времени τ +Δτ, равна про­изведению вероятностей двух взаимно независимых событий:

1) время пребывания в реакторе больше чем τ;

2) время пребыва­ния в реакторе больше чем Δτ.

Вероятность первого события равна [1 - F(τ)] вероятность вто­рого [1 - F(Δτ)]. Тогда

(12.5)

По определению, F(Δτ) – это объемная доля потока, находя­щаяся в реакторе в течение времени, меньшего чем Δτ.

С другой стороны, за время Δτ из реактора выйдет реакционная смесь объемом vΔτ. Вероятность выхода из аппарата одинакова для всех элементов объема реактора идеального смешения. Поэтому

где – среднее время пребывания в реакторе.

Подставляя F(Δτ) в уравнение (12.5) при Δτ, стремящемся к бес­конечно малому приращению dτ, ΔF(τ) → dF(τ) получим диффе­ренциальное уравнение

(12.6)

Найдем его частное решение при начальном условии

F(0) = 0 (12.7)

Уравнение (12.6) – дифференциальное уравнение первого по­рядка с разделяющимися переменными. Представим его в следую­щем виде:

(12.8)

После интегрирования получим

(12.9)

Путем несложных преобразований уравнения (12.9) можно привести к виду

В соответствии с начальным условием (12.7) постоянная интег­рирования равна единице (M = 1). Окончательно имеем

(12.10)

Плотность распределения времени пребывания f(τ) может быть получена дифференцированием уравнения (12.10):

(12.11)

Графики функций F(τ) и f(τ) приведены на рис. 12.5.

Рис.12.5. Интегральная (а) и дифференциальная (б) функции распределе­ния

времени пребывания в проточном реакторе идеального смешения

 

Реактор идеального вытеснения.

При плоском профиле линей­ных скоростей все частицы должны находиться и реакторе строго одинаковое время, равное среднему времени пребывания . Следовательно, для всех функция F(τ) = 0 и для всех функция F(τ) = 1.

Таким образом, интегральная функция распределения F(τ) для реактора идеального вытеснения – это разрывная функция, имею­щая только два значения; 0 и 1 (рис. 12.6, а).

 

Рис.12.6. Интегральная (а) и дифференциальиая (б) функции распреде­ления

времени пребывания в проточном реакторе идеального вытеснения

 

Для получения дифференциальной функции распределения нужно продифференцировать F(τ). Производная в точке разрыва (скачка) функции является особой функцией, называемой дельта- функцией Дирака , которую изучают в специальных разделах математики (рис. 12.6, б). Таким образом, используя дельта функцию можно записать

δ-функция обладает особыми свойствами. Функция равна нулю при всех значениях и . При функция = δ(0) = ∞.

δ-функция Дирака относится к классу обобщенных функций, изучаемых н специальных разделах математики.

Кроме того, функция должна удовлетворять условию

(12.12)

Так как отрицательные значения τ не имеют физического смысла, то нижний предел интегрирования в уравнении (12.12), сле­дует заменить на τ = 0. Тогда полученное уравнение

совпадает с одним из свойств дифференциальной функции рас­пределения [см. уравнение (12.1)].

Можно представить график функции, похожей на (рис. 12.7). Чем более узкой будет полоска между левой и правой ветвями, тем выше должна быть эта полоска, чтобы ее площадь (т. е. интеграл) сохраняла заданное значение, равное 1. Такой вид, в частности, будет иметь дифференциальная функция распределения времени пребывания для реального трубчатого реактора, гидродинамиче­ский режим в котором приближается к идеальному вытеснению.

 

Рис. 12.7. Функция, приближающаяся по свойствам к δ-функции

 

Конечно, δ-функция является определенной идеализацией, как, впрочем, идеализацией является и режим полного вытесне­ния, для описания которого она может быть применена.

Ячеечная модель (каскад реакторов идеального смешения)

Определить вид функций распределения для каскада реакторов идеального смешения можно, воспользовавшись аналогией между функциями распределения и кривыми отклика. Кстати, таким же методом можно получить вид функции распределения времени пребывания для единичного реактора идеального смешения.

Функция F(τ) соответствует зависимости Ĉ(τ) = си(τ)/си,0 получаемой как выходной сигнал на ступенчатый ввод индикатора. Предположим, что в поток, входящий в первый реактор каскада, начиная с момента времени τ0, вводится индикатор с постоянной концентрацией си,0. Условия в реакционной системе после ввода индикатора будут нестационарными. Для описания системы можно составить уравнение материального баланса по индикатору с учетом того, что он не расходуется на химическую реакцию. Для N-й секции каскада количество индикатора, входящего в эту секцию за время dτ, определяется как vcи,N-1dτ = d(VNси) = VNи, так как VN = const.

Уравнение материального баланса будет иметь вид

(12.13)

Если объемы всех секций каскада одинаковы, то среднее время пребывания в каскаде из N секций

,

а соответственно для N-й секции каскада

(12.14)

С учетом формулы (12.14) уравнение (12.13) можно представить в виде

Решая это уравнение сначала для первой секции каскада при начальном условии cи = 0, если τ = 0, а затем для каждой последуюшей секции, можно получить зависимость си(τ), а следователь­но, и вид интегральной функции распределения как ряд

(12.15)

где

На рис. 12.8 приведены интегральные функции распределения для каскада реакторов идеального смешения из N одинаковых секций (ячеечной модели проточного реактора с параметром N) для различных значений N.

Рис. 12.8. Интегральные функции рас­пределения времени пребывания

для ячеечной модели при различных зна­чениях N:

1 – N = 1; 2 – N = 2; 3 – N = 20; 4 – N = ∞

Дифференцированием функции F(τ) можно получить диффе­ренциальную функцию распределения (рис. 12.9)

(12.16)

Рис. 12.9. Дифференциальные функции распределения времени пребыва­ния

для ячеечной модели при различных значениях N:

1 – N = 1; 2 – N = 2; 3 – N = 6; 4 – N = ∞

 

При рассмотрении ячеечной модели было указано, что про­точные реакторы идеального смешения и идеального вытеснения могут быть описаны этой моделью. Действительно, при N = 1 уравнение (12.16) переходит в уравнение (12.11) для реактора идеального смешения, а при N → ∞ совпадает с функцией распределения реактора идеального вытес­нения.

Таким образом, если экспериментально найдена кривая откли­ка для реактора с реальным гидродинамическим режимом, то, со­поставив ее с расчетными кривыми для ячеечной модели, можно определить параметр модели N.

Следует иметь в виду, что при использовании ячеечной модели для расчетов реальных химических реакторов необходимо, чтобы определение параметра N по кривой отклика проводилось в аппа­рате, подобном по гидродинамическим условиям рассчитываемо­му реактору или непосредственно в изучаемом реакторе.

 

при протекании реак­ции окисления аммиака.

Данные полученные в соответствии со стехиометрическими уравнениями (8.1), (8.2) –

штриховые линии; экспериментальные данные полученные в соответствии со схемой превращения (8.5) – сплошные линии

Тщательное изучение кинетики и механизма реакции показало, что реальное изменение концентрации NO и N2 несколько иное, оно представлено сплошными линиями на том же рисунке. Анализ полученных графических зависимостей показывает, что содержание NO сначала увеличивается, а затем уменьшает­ся. Значит, наряду с его образованием в соответствии с уравнением (8.1) в реакционной смеси происходит дальнейшее превращение NO. Действительно, кроме реакций (8.1), (8.2) имеют место следующие превращения:

2NO = N2 + O2; (8.3)

6NO + 4NH3 = 5N2 + 6Н2O. (8.4)

Схема превращения показывает реальные взаимодействия между ком­понентами – пути превращения – в реагирующей системе. Она может быть представлена системой химических уравнений протекающих ре­акций подобно уравнениям (8.1 ÷ 8.4) или графически:

 

 

(8.5)

Схема превращения состоит из частных реакций, или этапов. В от­личие от стехиометрических, кинетические уравнения не могут быть записаны произвольно, и их число должно соответствовать реальным путям превращения компонентов.

Как видно из приведенного примера, схема превращения необхо­дима в предсказании и объяснении динамического изменения содер­жания веществ в реагирующей системе по мере протекания в ней хи­мических превращений.

Скорость превращения и скорость реакции

В химической технологии используют два показателя ско­рости химического процесса – скорость превращения вещества и ско­рость реакции.

Скорость превращения вещества wi определяется количеством веще­ства, превращающегося в единицу времени в единице реакционного про­странства:

wi = Количество превращенного i-го вещества = ΔNi = dNi
Промежуток времени · Объем реакционного пространства транства Δt· V dt· V

 

Реакционным пространством является объем, за исключением тех случаев, когда превращение происходит на границе раздела фаз. Тогда реакционным пространством считается поверхность.

Для исходных компонентов wi < 0 (вещество расходуется), для про­дуктов
wi > 0 (вещество образуется).

Из уравнения для простой реакции, представленного в алгебраиче­ской форме

вытекает постоянство соотношения между количеством ΔNi – превра­щенных веществ и их стехиометрическими коэффициентами. Напомним: (Ni - Ni,0) / vi = n – полнота реакции – постоянна для всех компонентов простой реакции. Продифференцировав и разделив на значение реакционного объема, получим

dNi /(dt·V· vi) = wi /vi.

Это соотношение называется скоростью реакции

(8.6)

Необходимо отметить, что знак скорости превращения i - вещества зависит от того расходуется оно или образуется в результате реакции, а скорость реакции всегда положительная величина. Очевидно, что скорость превращения любого участника реакции, исходя из скорости реакции

(8.7)

Если реакция сложная и вещество участвует в нескольких частных реакциях, то

(8.8)

где rj – скорость j-ой реакции.

Как и константа равновесия, величина скорости реакции зависит от формы записи реакции. Например, реакцию синтеза аммиака мож­но записать:

N2 + 3Н2 = 2NH3

либо

0,5N2 + 1,5Н2 = NH3

Если ско­рость образования аммиака wNH3 будет количественно однозначна, то скорости реакции, определенные по первому или второму уравнению по формуле (8.6), будут различаться в два раза: в первом уравнении реакции vNH3 = 2 и vNH3 = 1 – во втором.

Данная зависимость кинетической характеристики процесса от способа записи стехиометрического уравнения делает некорректным такое определение скорости реакции. Однако в химической техноло­гии это оправдано. Во-первых, в задачу технологических расчетов вхо­дит определение изменения количества каждого компонента химиче­ской реакции. Соответственно, определяющими параметрами явля­ются wi. Во-вторых, в экспериментальных исследованиях кинетики реакции скорость превращения контролируют по скорости превраще­ния одного из веществ, т.е. опять по величине wi. Поэтому использо­вать строгое определение скорости реакции, которое приведено в учебниках о кинетике химических превращений, в технологических расчетах неудобно. На практике, определяя величину скорости реакции, сначала записывают ее уравнение, а затем используют уравнение (8.7) или (8.8) для расчета скорости превращения любого компонента.

Нередко скорость реакции определяют по изменению концентрации одного из компонентов во времени r = dC/dt. Но это не всегда применимо, так как в этом случае определение скорости реакции связано с определенным веществом. С другой стороны, концентрация вещества может меняться не только в результате его превращения, но и вследст­вие изменения объема реагирующей смеси. А когда в реакционный сосуд непрерывно подают исходные вещества и непре­рывно выводят соответствующее количество продуктов, как это часто организовано в производстве, то концентрация вещества не будет ме­няться во времени. Но реакция протекает! Таким обра­зом, уравнение r = dC/dt показывает связь между скоростью превраще­ния и изменением концентрации вещества только в закрытом сосуде, т.е. позволяет рассчитать скорость реакции в таком процессе, но не яв­ляется ее определением.

Кинетическое уравнение реакции

Скорость реакции во многом зависит от условий ее проте­кания, главным образом, от температуры и концентрации (парциаль­ных давлений) компонентов. На скорость реакции в каталитических процессах влияет также природа и концентрация катализатора, на скорость фотохимических реакций – интенсивность излучения и т.д.

Кинетическое уравнение, или кинетическая модель, реакции – зависимость скорости реакции от условий ее протекания.

Формы кинетических уравнений весьма разнообразны. Методы построения кинетических моделей и способы определения ее параме­тров являются предметом специального раздела физической химии.

Для простой элементарной реакции А + В = R + …, т.е. протекающей в од­ну стадию, кинетическое уравнение строится на основе закона дейст­вующих масс:

r = k·CA·CB (8.9)

где: k - константа скорости реакции; СА, СB – концентрации компо­нентов А и В.

Отметим, что закон действующих масс применим строго только к элементарной реакции, в которой взаимодействие компонентов про­исходит в одну стадию. Большинство реакций – сложные по механиз­му и состоят из ряда последовательно-параллельных взаимодействий (стадий). В об­щем виде кинетическое уравнение представляется в виде

r = k·f(Ci), (8.10)

в котором на скорость реакции влияют все компоненты реакции.

При протекании сложной реакции количество кинетических урав­нений вида (8.10) будет равно количеству частных реакций в общей схеме превращения.

В кинетическом уравнении (8.10) k – константа скорости реакции, зависимость которой от температуры и энергии активации описывается уравнением Аррениуса:

k = k0·e -E/RT (8.11)

где k0 – предэкспоненциальный множитель, связанный с вероятным числом соударений; Е – энергия активации.

Из уравнения следует, что чем больше величина энергии активации Е, тем значительнее увеличи­вается k с ростом температуры. Это соотношение нужно для оценки влияния температуры на скорость разных реакций проходящих в изучаемой системе.

Рис. 8.2. Влияние величины энергии активацииЕреакции на изменение

константы скорости реакцииk при изменении температурыТ

 

Например, две ре­акции охарактеризованы энергиями активации Е1 и Е2, причем Е1 > Е2 и с увеличением температуры скорости обеих реакций возрастают. Со­отношение (8.11) позволяет сделать вывод, что с увеличением температуры будут возрастать и скорости реакций, но для реакции с энергией активации Е1 это возрастание будет больше (рис. 8.2).

Кинетическое уравнение вида (8.10) описывает скорость простой необратимой реакции (или частной необратимой реакции в сложной схеме превращения).

Простая обратимая реакция А = R фактически представляет собой сложную, в которой протекают два частных превращения: А превра­щается в R - прямая реакция; и R превращается в А - обратная реак­ция. Скорость реакции r будет равна разности скоростей прямой r+ и обратной r- реакций: r = r+ - r-.

Допустим, что обе реакции имеют первый порядок:

r+= k+CA (8.12)

r- = k-CR (8.13)

Тогда,

(8.14)

В полученном уравнении перед квадратной скобкой стоит вы­ражение скорости прямой реакции.

При равновесии r+ = r- и, следовательно,

(8.15)

Подставим (8.12) (8.15) в уравнение (8.14)

(8.16)

Более того, можно показать, что скорость любой обратимой реакции можно представить в таком виде

(8.17)

Принимая во внимание температурные зависимости k+, k- и KP

k+ = k+0·e E+/RT; k- = k-0·e E- /RT; КР = kР0·e QP/RT

получим:

т.е. тепловой эффект обратимой реакции равен разности энергий активации обратной и прямой реакций. Это фундаментальное соотношение представлено на диаграмме рис. (8.3).

Рис. 8.3. Изменение энергетического потенциала

реагирующей системы Е по пути реакции

Кинетические уравнения некоторых химических превращений

Кинетические модели могут представлять очень сложные зависимости, которые можно построить на основе механизма реак­ции. Однако в большинстве случаев зависимость скорости реакции от концентрации реагентов выражается степенным законом (закон действующих масс)

(8.18)

где Сi – концентрации исходных реагентов; ni – порядок реакции по данному компоненту (показатель степени при концентрации i-го реагента); Ʃni = n – общий порядок реакции, т.е. сумма порядков реакции по всем реагирующим веществам, он определяет характер зависимости скорости от концентрации.

Следует подчеркнуть, что степенная зависимость от концентрации реагирующих веществ практически всегда выполняется для скоростей отдельных стадий химического процесса. При этом как порядок по отдельному веществу, так и суммарный порядок реакции всегда являются целыми положительными числами. Если речь идет об отдельной стадии процесса, то порядок ее никогда не превышает трех. Поэтому особое значение, в химической кинетике, имеют реакции первого, второго и третьего порядка. В общем случае суммарный порядок сложной реакции может быть нулевым, дробным либо целым числом. Обычно он определяется экспериментально.

Доверь свою работу кандидату наук!
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь



Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 21 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2022 год. (0.112 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав