Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 129 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

129
α
α
=
−1
2
0
.
(3.3.16)
Поскольку обычно
"
α
0
" достаточно мало, для реакций 1-го порядка
по
А и Х (Е) точка перегиба соответствует 50%-му превращению
реагента. Подобный анализ для реакций других порядков приводит к
положению точки перегиба при
33%-ом превращении в случае m = 2,
n = 1,
и при 66%-ом превращении в случае реакций с m = 1, n = 2
[см.(3.3.12)]. Положение максимума скорости сложной реакции на
больших и определённых степенях превращения отличает
автокаталитические реакции от вырожденно-разветвлённых и служит
косвенным свидетельством их автокаталитического характера.
Пример решения задачи
Задача. Стехиометрическая смесь кислорода и водорода при
давлении кислорода
1 торр и Т = 820К самовоспламеняется.
Кинетический механизм реакции можно представить схемой:
i. Н
2
+ О
2
→ 2О
•
Н,
1. О
•
Н + Н
2
→ Н
2
О + Н
•
,
2. Н
•
+ О
2
→ О
•
Н +
•
Ο
•
,
3.
•
Ο
•
+ Н
2
→ О
•
Н + Н
•
,
4. Н
•
стенка
⎯→⎯⎯⎯
гибель,
5. Н
•
+ О
2
+ М → НО
•
2
+ М.
Скорость инициирования равна
W
i
= 10
8
см
-3
с
-1
, константы скорости
обрыва
k
4
= 50c
-1
, k
5
= 10
−
32
см
6
с
-1
. Определить время, необходимое
для выгорания 1% исходного кислорода при
РР то
Ок
2
1
=
=
р
рр и при
РРРР
ОкОк
22
09 11==,, ,.
рр
Решение. Определим начальные концентрации кислорода и
водорода в смеси:
[O
2
]
кр,0
= 0,97⋅10
19
⋅T
−
1
⋅P(торр) = 0,97⋅10
19
⋅(820К)
−
1
⋅1торр =
= 1,2⋅10
16
см
-3
,
[H
2
]
0
= 2⋅[O
2
]
кр,0
= 2,4⋅10
16
см
-3
. 
                 1−α 0
            α=         .                                     (3.3.16)
                   2
      Поскольку обычно "α0" достаточно мало, для реакций 1-го порядка
по А и Х (Е) точка перегиба соответствует 50%-му превращению
реагента. Подобный анализ для реакций других порядков приводит к
положению точки перегиба при 33%-ом превращении в случае m = 2,
n = 1, и при 66%-ом превращении в случае реакций с m = 1, n = 2
[см.(3.3.12)]. Положение максимума скорости сложной реакции на
больших       и  определённых    степенях   превращения      отличает
автокаталитические реакции от вырожденно-разветвлённых и служит
косвенным свидетельством их автокаталитического характера.

                           Пример решения задачи

     Задача. Стехиометрическая смесь кислорода и водорода при
давлении кислорода 1 торр и Т = 820К самовоспламеняется.
Кинетический механизм реакции можно представить схемой:

           i. Н2 + О2 → 2О•Н,
           1. О•Н + Н2 → Н2О + Н•,
           2. Н• + О2 → О•Н + •Ο•,
           3. •Ο• + Н2 → О•Н + Н•,
                   стенка
           4. Н• ⎯⎯⎯⎯→ гибель,
           5. Н• + О2 + М → НО•2 + М.
                                          8   -3 -1
Скорость инициирования равна Wi = 10 см с , константы скорости
               -1        −32  6 -1
обрыва k4 = 50c , k5 = 10 см с . Определить время, необходимое
для выгорания 1% исходного кислорода при РО = Рк р =1 торр и при
                                               2
РО = 0,9 Рк р , РО =11
                     , Рк р .
   2              2

     Решение. Определим начальные концентрации кислорода и
водорода в смеси:
       [O2]кр,0 = 0,97⋅1019⋅T−1⋅P(торр) = 0,97⋅1019⋅(820К)−1⋅1торр =
                = 1,2⋅1016см-3,
       [H2]0 = 2⋅[O2]кр,0 = 2,4⋅1016см-3.


                                   129

Страницы