Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

22
,2
,1
1
1 1
Y
Y
Y A
P
r
H
f k C
. (1.24)
Из последнего уравнения видно, что в случае
,1
1 1
Y A
f k C
диффузионным торможением можно пренебречь, и тогда процесс переходит
в кинетическую область, описываемую уравнением (1.21). В переходной
области реакция сохраняет первый порядок по реагенту Y,
диффундирующему из фазы 2, но имеет сложную зависимость скорости от
концентрации реагента А. При низком значении C
A,1
кажущийся порядок по
нему может приближаться к единице, но затем рост скорости от C
A,1
замедляется. В зависимости от соотношения f·
Y
и k область низких значений
C
A,1
может соответствовать кинетическому режиму, а для высоких значений
C
A,1
и для случая, когда
,1
1 1
Y A
f k C , - одной из областей
диффузионного режима (когда реакция протекает на внутренней поверхности
пограничной пленки, и ее скорость не зависит от C
A,1
).
Уравнение (1.24) имеет еще несколько частных случаев. При нулевом
порядке реакции по реагенту А выражение его концентрации исчезает из
уравнения, и тогда оказывается, что величина, обратная эффективной
константе скорости – общее сопротивление, равна сумме диффузионного и
кинетического сопротивлений, т. е.
1 1
эф Y
k f k
с уже
рассмотренными вариантами соотношений между ними. При нулевом
порядке по веществу Y и первом по реагенту А получим
,1
A
r k C
.
Таким образом, рассматриваемая здесь область гетерофазных реакций
часто приводит к иным зависимостям скорости от концентраций реагентов,
чем в кинетической области, или тем более в гомогенной среде. Однако во
всех случаях можно считать, что общее сопротивление процесса 1/k
эф
равно
сумме диффузионного и кинетического сопротивлений. Доля каждого из них
зависит от удельной поверхности контакта фаз. Например, при барботаже
газа через жидкость скорость реакции и удельной поверхности контакта фаз
вначале линейно растут с повышением линейной скорости газа
(диффузионная область), а при большой ее величине скорость оказывается
постоянной (кинетическая область). В промежутке между ними, отмеченном
на рис. 1.4 отметками (о) и характеризующемся замедлением роста скорости
с повышением r иf, наблюдается переходная область гетерофазных реакций.
Для нее характерно немного пониженное значение энергии активации из-за
наложения диффузионного торможения. Как увидим позднее, эта область
встречается при определенном соотношении между толщиной пограничной
пленки, константой скорости и коэффициентом молекулярной диффузии.
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы