Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 100 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

100
θ
0
1
1
=
+⋅
KP
iI
,
(3.1.8)
Кинетические уравнения для скоростей гетерогенно-
каталитических реакций можно получить, подставляя (3.1.7) и (3.1.8) в
(3.1.6). Так, например, для реакции
АЕ AE AE B
k
CE
Г SSSГ
S
S() () () () () ()
,,+⇔ +⎯→⎯⎯ 2
CE
E
C
SSГ() () ()
⇔+
включающей реакцию адсорбированного вещества "
А" с газовой
частицей "
В", пользуясь законом действующих поверхностей, получим
Wk P
kKPP
KP KP
SAB
SAAB
AA CC
=⋅=
+⋅+⋅
θθ
0
2
1()
.
(3.1.9)
В случае
K
i
P
i
>> 1 говорят о сильной адсорбции, а при K
i
P
i
<< 1 о
слабой адсорбции реагента или продукта. Для однотипного механизма
гетерогенно-каталитического процесса в зависимости от значения
концентрационных и адсорбционных характеристик его участников
выражение скорости может сильно отличаться от (3.1.9).
Примеры решения задач
Задача 1. Гомогенный катализ процесса изомеризации
насыщенных углеводородов
RH может происходить под действием
суперкислот (олеум,
SbF
5
, HF, и др.). При больших концентрациях
углеводородов скорость реакции не зависит от
[RH], но при снижении
[RH] до 0,2М скорость реакции уменьшается вдвое. Во сколько раз
уменьшится скорость реакции при понижении
[RH] до 0,04М?
Решение. При независимости скорости реакции от концентрации
реагентов гомогенно-каталитический процесс протекает с максимальной
скоростью. В соответствии с уравнением Михаэлиса-Ментен
                        1
           θ0 =                    ,
                  1 + ∑ Ki ⋅ PI                                           (3.1.8)


      Кинетические      уравнения   для  скоростей     гетерогенно-
каталитических реакций можно получить, подставляя (3.1.7) и (3.1.8) в
(3.1.6). Так, например, для реакции

                                                         kS
     А( Г ) + Е( S ) ⇔ AE( S ) ,       AE( S ) + B( Г ) ⎯⎯⎯⎯→ 2CE ,
                                                                 (S )
     CE( S ) ⇔ E( S ) + C( Г )

включающей реакцию адсорбированного вещества "А" с газовой
частицей "В", пользуясь законом действующих поверхностей, получим

                                              k S ⋅ K A ⋅ PA ⋅ PB
           W = k S ⋅ θ A ⋅ PB ⋅ θ 0 =                                 .   (3.1.9)
                                         (1 + K A ⋅ PA + K C ⋅ PC ) 2

В случае Ki⋅Pi >> 1 говорят о сильной адсорбции, а при Ki⋅Pi << 1 о
слабой адсорбции реагента или продукта. Для однотипного механизма
гетерогенно-каталитического процесса в зависимости от значения
концентрационных и адсорбционных характеристик его участников
выражение скорости может сильно отличаться от (3.1.9).

                         Примеры решения задач

     Задача 1. Гомогенный катализ процесса изомеризации
насыщенных углеводородов RH может происходить под действием
суперкислот (олеум, SbF5, HF, и др.). При больших концентрациях
углеводородов скорость реакции не зависит от [RH], но при снижении
[RH] до 0,2М скорость реакции уменьшается вдвое. Во сколько раз
уменьшится скорость реакции при понижении [RH] до 0,04М?

     Решение. При независимости скорости реакции от концентрации
реагентов гомогенно-каталитический процесс протекает с максимальной
скоростью. В соответствии с уравнением Михаэлиса-Ментен




                                        100