Сборник задач по химической кинетике. Колпакова Н.А - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

26
условиях замкнутого объема, куда в момент времени t = 0 вводится оп-
ределенное количество реагентов.
Иной режим протекания химических превращений в условиях от-
крытой системы, когда происходит непрерывно обмен веществом с ок-
ружающей средой
3
. В механически создаваемом потоке веществ проте-
кают многие непрерывные процессы химической промышленности.
К условиям проведения реакций в потоке часто обращаются и в иссле-
довательской практике при изучении, например, быстрых реакций.
Реакции в открытых системах описывают включая в дифферен-
циальные уравнения дополнительные члены: скорость введения реаген-
тов в реактор, скорость удаления
продукта и непрореагировавших реа-
гентов из реактора.
Обычно условия в реакторе резко отличаются от условий в подво-
дящих и отводящих магистралях, и превращение веществ происходит
лишь во время нахождения их в реакторе. Реактор может быть зоной
облучения, может быть заполнен гранулами катализатора или иметь бо-
лее высокую температуру, чем температура
поступающих реагентов.
В реакторе поддерживаются постоянными температура и давление. По-
стоянство давления обеспечивается равенством объемных скоростей
подвода реагентов и отвода смеси продуктов и непрореагировавших
веществ. От скорости подачи реагентов, объема и конфигурации реак-
тора и других характеристик зависит тот или иной гидродинамический
режим потока — ламинарный или турбулентный.
Ламинарный режим можно рассматривать
как совокупность неза-
висимых друг от друга (замкнутых) перемещающихся мини-реакторов.
В установившемся режиме подачи реагентов и отвода смеси продуктов
из реактора характерной будет неизменность концентраций реагентов и
продуктов в каждом сечении реактора. Кинетическое описание процес-
сов в подобном реакторе идеального вытеснения практически не отли-
чается от такового для замкнутых
систем. Измеряя концентрационную
характеристику в выбранном сечении реактора, ее относят ко времени.
Чем дальше от места ввода реагентов расположено то или иное се-
чение, тем меньше будет концентрация реагентов и больше — продук-
тов. Глубину протекания реакции в различных точках вдоль трубки на-
ходят путем измерения тех или иных физических свойств раствора
—
оптической плотности, электропроводности; возможна регистрация
спектров ЯМР, а для реакций с участием свободных радикалов — изме-
3
Такой обмен — подвод и отвод реагентов через границы системы — на кле-
точном уровне характерен для всех живых организмов. Разность концентраций вне
и внутри клетки — движущая сила потока реагентов и продуктов.

Страницы