Сборник задач по химической кинетике. Колпакова Н.А - 171 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

171
2)
адсорбция на поверхности частицы;
3)
диффузия через пористый слой продукта реакции к ядру частицы
(внутренняя диффузия);
4)
химическая реакция на поверхности;
5)
диффузия по поверхности поры от ядра.
Любая из этих стадий может быть лимитирующей.
Основной задачей гетерогенной кинетики является определение
лимитирующей стадии процесса и скорости всего процесса в целом.
Скорость процесса можно определить по данным эксперимента,
изучив зависимость степени превращения вещества от времени проте-
кания процесса. Реальные химические реакции осложнены множеством
побочных процессов, что приводит к некоторому разбросу эксперимен-
тальных точек от аналитических графиков.
Математическую обработку кинетических данных можно выпол-
нить двумя способами: 1) чисто формально, с целью найти уравнение,
наилучшим
образом описывающее экспериментальные данные (пара-
метры уравнения в этом случае не имеют конкретного физического
смысла); 2) определив лимитирующую стадию процесса по зависимости
константы скорости от температуры, описать кинетику процесса по из-
вестным в литературе кинетическим моделям (параметры уравнения в
этом случае связаны с природой происходящих процессов).
Оценку лимитирующей стадии твердофазной реакции
обычно про-
водят по значениям энергии активации процесса.
Интервал энергий активации, в котором одна из стадий является
лимитирующей, называется областью реагирования.
Если процесс лимитируется химической реакцией, то считается,
что такая реакция протекает в кинетической области реагирования. При
кинетическом контроле процесса энергия активации составляет более
40 кДж/моль.
Если самой медленной стадией
является подвод реагента к частице
или диффузия внутрь частицы через поры — такая реакция протекает в
диффузионной области реагирования. При диффузионном контроле
процесса энергия активации менее 10 кДж/моль.
В реальных системах трудно четко определить самую медленную
стадию. Химическая реакция может протекать внутри частицы и на ее
поверхности. Диффузия также может протекать через
поры или сквозь
твердую оболочку и также сопровождаться рядом параллельных про-
цессов. Все это приводит к множеству областей реагирования, разли-
чаемых разными авторами. Отметим основные четыре области реагиро-
вания и энергии активации, соответствующие им.

Страницы