Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

43
Нетрудно заметить, что вид уравнений гетерогенного катализа по
Лэнгмюру—Хиншельвуду подобен таковым для гомогенного катализа, причем
появление в них знаменателей объясняется одной и той же причиной -
нахождением катализатора (или его поверхности) в разных формах (или
сорбционных состояниях).
В рассмотренной кинетике Лэнгмюра—Хиншельвуда предполагалось, что
реакция на поверхности является элементарной или имеет единственную
лимитирующую стадию. Для неэлементарных реакций более удобный и общий
способ нахождения долей занятых поверхностей
i
состоит не в прямом
использовании изотерм адсорбции, а в применении равенства сорбционного и
десорбционного потоков вещества при равновесии на однородной поверхности
k
а,i
·P
i
·
0
= k
д,i
·
i
, где k
а,i
и k
д,i
- константы скорости сорбции и десорбции. Из него
вытекает, что
i
=(k
а,i
/ k
д,i
) P
i
·
0
=b
i
·P
i
·
0
.
Примем, как и раньше, что адсорбция и десорбция веществ протекают
быстро (т. е. с установлением адсорбционного равновесия), но имеются две
элементарные стадии химической реакции А→В:
1
1
* *
k
k
S A S X

2
* *k
S X S B
Из условия задачи ясно, что
A
=b
A
·P
A
·
0
и
B
=b
B
·P
B
·
X
, а неизвестную
величину 9х находим методом стационарных поверхностных концентраций:
1 1 2
[ ]
0
X
A X X
d
k k k
dt
1
1 2
A
X
k
Тогда скорость реакции будет равна:
1 2 1 2
2 0
1 2 1 2
A A A
X
k k k k b P
r k
k k k k
Величину
0
находим из баланса по активным центрам:
1
0 0
1 2
1 1
A A
A X B A A B B
k b P
b P b P
k k
Откуда
0
1
1 2
1
1
A A
A A B B
k b P
b P b P
k k
Следовательно, скорость реакции будет равна:
1 2
1 2 1
1
A A
A A B B A A
k k b P
r
k k b P b P k b P
 
. (3.16)
Если k
-1
<<k
2
, то обычно и k
1
·b
A
·P
A
<<k
2
. Пренебрегая соответствующими
членами, после сокращений получим:
1
1
A A
A A B B
k b P
r
b P b P
. (3.17)
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы