Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 68 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

68
поверхности. Долю таких соударений от их общего числа характеризует
коэффициент аккомодации
α. В зависимости от природы "A" и S
величина
α изменяется обычно в диапазоне 10
1
– 10
6
. Тогда,
отнесённое на единичную поверхность, число адсорбирующихся
("прилипающих") за 1с газовых частиц будет равно
[]
Z
V
n см с
SA
=⋅
−−
α
4
21
.
Химически результативными будут лишь "активные соударения" с
энергией, равной или превышающей пороговую энергию активации.
Выражение для скорости гетерогенной реакции при отнесении её к
газовому объёму
Υ
и с учётом поверхности контакта газа с твёрдым
или жидким реагентом имеет вид:
[]
W
VS
enknсм с
S
E
RT
ASA
=⋅ =
−−
α
4
31
Υ
,
(2.2.8)
Если константа скорости реакции со стенкой
k
S
велика
(безактивационные реакции или адсорбция), а давление газа
значительно, наблюдаемую скорость реакции может лимитировать
диффузия вещества "А" к стенке. Учёт и химического и диффузионного
факторов проводится уравнением
[]
−==
+
dA
dt
kA
kk
kk
A
эфф
Sd
Sd
,
(2.2.9)
где
k
d
характеризует скорость диффузии частиц "А" к
поверхности,
[
]
А средняя концентрация частиц в объёме.
Диффузионная константа вычисляется по формуле
k
D
d
d
=
γ
2
,
(2.2.10)
где
dхарактерный размер сосуда (диаметр, расстояние между
параллельными стенками),
γ
- геометрический фактор, равный 39,6 для
поверхности. Долю таких соударений от их общего числа характеризует
коэффициент аккомодации            α.   В зависимости от природы           "A" и S
величина α изменяется обычно в диапазоне 10
                                                             −1           −6
                                                 – 10 . Тогда,
отнесённое на единичную поверхность, число адсорбирующихся
("прилипающих") за 1с газовых частиц будет равно

                  V
                               [
          ZS = α ⋅ ⋅ nA см −2 с −1 .
                  4
                                          ]
Химически результативными будут лишь "активные соударения" с
энергией, равной или превышающей пороговую энергию активации.
Выражение для скорости гетерогенной реакции при отнесении её к
газовому объёму Υ и с учётом поверхности контакта газа с твёрдым
или жидким реагентом имеет вид:

                                    E
                  V S −
          WS = α ⋅ ⋅ ⋅ e RT ⋅ nA = kS ⋅ nA см −3с −1 ,
                  4 Υ
                                                      [           ]             (2.2.8)


Если    константа  скорости   реакции    со  стенкой    kS велика
(безактивационные реакции или адсорбция), а давление газа
значительно, наблюдаемую скорость реакции может лимитировать
диффузия вещества "А" к стенке. Учёт и химического и диффузионного
факторов проводится уравнением

              d [ A]                     k ⋅k
          −          = kэфф ⋅ ⎡⎣⎢ A ⎤⎦⎥ = S d ⋅ ⎡⎣⎢ A ⎤⎦⎥,                      (2.2.9)
               dt                        k S + kd
     где kd – характеризует скорость диффузии частиц                            "А" к
поверхности,     [ ]
              А − средняя концентрация частиц                         в        объёме.
Диффузионная константа вычисляется по формуле

                  γ ⋅D
          kd =         2
                           ,                                                   (2.2.10)
                   d
     где d – характерный размер сосуда (диаметр, расстояние между
параллельными стенками), γ - геометрический фактор, равный 39,6 для


                                        68