Семинары по химической кинетике. Простов В.Н. - 5 стр.

                                 СЕМИНАР 3
                  Односторонние реакции в открытых системах
            Понятия
      Реактор идеального вытеснения,
      Реактор идеального смешения,
      Скорость массообмена
      Стационарные концентрации,
            Формулы
      Скорость массообмена, приведённая к объёмным концентрациям
      dCi W 0
         = (Ci − Ci ) ,    где W - об. скорость потока, V - объём реактора, Сi0 -
       dt V
концентрация частиц i-го сорта в исходной смеси, Сi - концентрация внутри реактора.
      Объёмная скорость потока i-го компонента через стенки вследствие диффузии
             S
      Wi = Di ,
              δ
      Для реакции         А → Р в реакторе идеального смешения объёма V, степень
                     [ А] 0 − [ А] ст     kV
превращения α =                       =        .
                           [ А] 0       W + kV
               Проблемы
        Определение стационарных концентраций в реакторе. Недостижимость
равновесных концентраций в открытой системе. Характеристические времёна
установления стационарности.
        1.2.3. В струевой установке, представляющей собой реактор идеального
смешения объёмом 1см3, скорость потока жидкого раствора составляет 100 см3/с. В
исходном растворе содержатся молекулы "А" в концентрации 10-5М. В реакторе под
действием света происходит фотоизомеризация А → В с константой скорости
100с-1, обратную темновую реакцию характеризует константа скорости 10с-1.
Найдите стационарные концентрации частиц "А" и "В". Каковы будут
характеристические времена установления стационарности при включении света и
возврата к исходным концентрациям при выключении света?([Α]ст=0,52⋅10-5М,
[Β]ст=0,48⋅10-5М, τ >5мс, τтемн≈10мс.)
                                      Самостоятельная работа
1.1.21. Поглощение мощного светового импульса хлором при [Cl2] = 10−2М
 вызывает фотодиссоциацию Cl2 на атомарный хлор. В первом опыте, при менее
мощной вспышке, фотодиссоциация прошла на 5%, а во втором на 90%.
Рекомбинация атомов хлора происходит в результате реакций:
               1. Cl + Cl + Cl2 → 2Cl2            k1 = 3⋅1010M-2c-1.
               2. Cl + Cl + Cl → Cl2 + Cl               k2 = 3⋅1010M-2c-1.
                                  −6
Рассчитать [Cl] через 10 секунд после вспышки в первом и во втором случае.
([Cl]Ι=6,25⋅10-4M, [Cl]ΙΙ=1,33⋅10-3M).
1.1.22. Разрыв С-С связи в полиэтилене характеризуется константой скорости
                        ⎛ 50000кал / моль ⎞ −1
            k = 1013 exp⎜ −               ⎟c .
                        ⎝       RT        ⎠
Если число разрывов не превышает 10−2% от общего числа молекул, то можно
считать полиэтилен не потерявшим свои технические свойства. Оценить
долговечность изделия из полиэтилена с молекулярной массой 40000 и 400000 при
400К, если плотность ρ = 1г/см3. (τ1 = 0,15 года, τ2=0,015 года)

                                        5