Теория химико-технологических процессов органического синтеза. Гетерофазные и гетерогенно-каталитические реакции. Бочкарев В.В. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

31
из которого находим неизвестную концентрацию
Y,2
Y
,1
A,1 Y Y
Y
P
f
C
k C f H
.
Подставляя найденную величину в уравнение скорости, получим
Y,2
Y
Y A,1
1
1 1
P
r
H
f k C
. (1. 18)
Из последнего уравнения видно, что в случае
f k C
диффузионным торможением можно пренебречь, и тогда процесс пере-
ходит в кинетическую область, описываемую уравнением (1.14). В пе-
реходной области реакция сохраняет первый порядок по реагенту Y,
диффундирующему из фазы 2, но имеет сложную зависимость скорости
от концентрации реагента А. При низком значении
A,1
C
кажущийся по-
рядок по нему может приближаться к единице, но затем рост скорости
от
A,1
C
замедляется. В зависимости от соотношения
Y
f и
A,1
k C
об-
ласть низких значений
A,1
C
может соответствовать кинетическому ре-
жиму, а для высоких значений
A,1
C
и для случая, когда
f k C
, – одной из областей диффузионного режима (когда ре-
акция протекает на внутренней поверхности пограничной пленки и ее
скорость не зависит от
A,1
C
).
Уравнение (1.18) имеет еще несколько частных случаев. При ну-
левом порядке реакции по реагенту A выражение его концентрации ис-
чезает из уравнения, и тогда оказывается, что величина, обратная эф-
фективной константе скорости – общее сопротивление, равна сумме
диффузионного и кинетического сопротивлений, т. е.
эф Y
1 1
1 1
k f k
с уже рассмотренными вариантами соотношений
между ними. При нулевом порядке по веществу Y и первом по реаген-
туА получим
A,1
r k C
.
Таким образом, рассматриваемая здесь область гетерофазных ре-
акций часто приводит к иным зависимостям скорости от концентраций
реагентов, чем в кинетической области или тем более в гомогенной сре-
де. Однако во всех случаях можно считать, что общее сопротивление
процесса 1/k
эф
равно сумме диффузионного и кинетического сопротив-
лений. 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 повыше-
нием линейной скорости газа (диффузионная область), а при большой ее
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы