Основные представления и законы химической кинетики. Теоретические основы кинетики гомогенных реакций. Миттова И.Я - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

40
()
[
]
[
]
[][]
2
022
1122
kkAA
kAkA
υ =
+
, т.е. зависят от абсолютного значения константы скоро-
сти лимитирующей стадии k
0
и от отношения k
1
/ k
2
. Если k
1
>> k
2,
()
[
]
[
]
[]
[]
1
011
0
11
kkAA
kA
kA
υ ==
()
[
]
[
]
[]
2
022
11
kA
υ =
Если превращение происходит параллельно, то:
P+X
1
→ y
1
(k
1
)
(
)
()
[
]
[]
[
]
[]
2
222
1
111
/
dydtkX
dydtkX
υ
υ
==
P+X
2
→ y
2
(k
2
)
При t → 0 это соотношение стремится к постоянной величине.
Если превращение происходит последовательно:
X
1
→ P+y
1
(k
1
)
P+X
2
→ y
2
(k
2
) или у
1
является промежуточным продуктом , то:
(
)
()
[
]
[
]
[]
[]
(
)
()
22
22
11
11
00
kPX
P и
kX
υυ
υυ
=→→
при t = 0
Особенности сложных реакций в открытых системах
Для сложной реакции, описываемой совокупностью стехиометрических
уравнений
1
0
n
N
Sn
n
xX
=
=
∑
(s = 1, 2,… S) и состоящей из S стадий , N скоростей
по каждому из компонентов реакции
(
)
n
υ
связаны между собой j
/
линейными
соотношениями:
()
1
0
j
N
n
n
n
A
=
υ=
∑
.
Из этих соотношений можно получить условия материального баланса в
открытой системе, то есть соотношения между концентрациями компонен -
тов по ходу реакции. Для каждого из компонентов сложной реакции:
[
]
()
[]
n
n
n
n
dX
nu
X
dtVV
∆
=υ+− ,
где ∆n
n
– число молей компонентов X
n
, подаваемых в реактор объемом V в
единицу времени; u – объем реакционной смеси , отбираемой из реактора в
единицу времени.
Это из условия материального баланса для реакций простых типов в ре-
акторе идеального смешения :
[
]
[]
i
i
A
i
Ai
n
dA
u
A
dtVV
∆
=υ+− ,
где ∆n
Ai
– число молей реагента, поступающего в реактор объемом V в еди-
ницу времени. Для продукта:
j
j
B
j
Bj
n
dB
u
B
dtVV
∆


=υ+−

                                                    40
         k0k2 [ A][ A2 ]
υ( ) =
  2
                             , т.е. зависят от абсол ю тного значения константы скоро-
       k1 [ A1 ] + k2 [ A2 ]
сти л им итирую щ ей стадии k0 и от отношения k1/k2. Е сл и k1 >> k2,
              k k [ A][ A1 ]
     υ( ) = 0 1                = k 0 [ A]
        1

                  k1 [ A1 ]
             k0 k2 [ A][ A2 ]
      υ( ) =
         2

                 k1 [ A1 ]
      Е сл и превращ ениепроисходит парал л ел ь но, то:
                                      υ ( ) d [ y2 ] / dt k2 [ X 2 ]
                                         2
      P+X1 → y1 (k1)                       =              =
                                      υ( )
                                         1
                                              d [ y1 ] dt   k1 [ X 1 ]
      P+X2 → y2 (k2)
П ри t → 0 это соотношениестрем ится к постоянной вел ичине.
Е сл и превращ ениепроисходит посл едовател ь но:
      X1 → P+y1 (k1)
      P+X2 → y2 (k2) ил и у1 явл яется пром еж уточны м продуктом , то:
      υ ( ) k2 [ P ] [ X 2 ]               υ( )
         2                                    2
           =                  [ P ] → 0 и (1) → 0                     при t = 0
      υ( )
         1
                 k1 [ X 1 ]                 υ

             О собе нност и сложны х р е акций в откр ы т ы х сист е м ах
      Д л я сл ож ной реакции, описы ваем ой совокупность ю стехиом етрических
               N
уравнений      ∑x
               n =1
                      Sn   X n = 0 (s = 1, 2,… S) и состоящ ей из S стадий, N скоростей
                                                     (n )
по каж дом уиз ком понентов реакции υ                       связаны м еж дусобой j/ л инейны м и
                            N
соотношениям и:            ∑A
                           n =1
                                  nj   υ( ) = 0 .
                                         n



     И з этих соотношений м ож но пол учить усл овия м атериал ь ного бал ансав
откры той систем е, то есть соотношения м еж дуконцентрациям и ком понен-
тов по ходуреакции. Д л я каж дого из ком понентов сл ож ной реакции:
      d [Xn]          ∆n    u
             = υ( ) + n − [ X n ] ,
                 n

        dt             V    V
где ∆ nn – числ о м ол ей ком понентов Xn, подаваем ы х в реактор объем ом V в
единицуврем ени; u – объем реакционной см еси, отбираем ой из реактора в
единицуврем ени.
     Э то из усл овия м атериал ь ного бал ансадл я реакций просты х типов в ре-
                                 d [ Ai ]          ∆nAi u
актореидеал ь ного см ешения:             = υ Ai +       − [ Ai ] ,
                                   dt               V     V
где ∆ nAi – числ о м ол ей реагента, поступаю щ его в реактор объем ом V в еди-
                                 d Bj             ∆nB j u
ницуврем ени. Д л я продукта:   = υ B j +               −  B j 
                                   dt                V     V

Страницы