Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 189 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
189
0
0
6
A
RT
D
rN
πη
= .
(
)
2.419
Экспериментальные данные подтверждают линейную зависимость ln 1/DT
−
.
При изменении температуры на 1
K
коэффициент диффузии многих веществ
меняется на 3–4%.
Первый закон Фика описывает диффузионные процессы, не зависящие от
времени. Эти процессы характеризуются постоянным градиентом концентра-
ции, который поддерживается вводом частиц (газа или растворенного вещест-
ва) в одну область и выводом из другой. Диффузионные процессы, зависящие
от времени, в которых к некоторому моменту времени
устанавливается некото-
рое распределение концентраций, а затем происходит рассредоточение без по-
полнения градиента, описывает
второй закон Фика (уравнение диффузии). В
случае линейной диффузии имеем
2
2
cc
D
x
τ
∂
∂
=
∂
∂
,
(
)
2.420
а при пространственной диффузии это уравнение примет вид
2
c
Dc
τ
=
∇
∂
;
(
)
2.421
222
2
222
ccc
c
x
yz
∂
∂∂
∇= + +
∂
∂∂
,
(
)
2.422
где
2
∇=∆
– оператор Лапласа.
Задавая начальные и граничные условия, можно путем интегрирования
дифференциального уравнения
(
)
2.420 или
(
)
2.421 получить выражение для
скорости гетерогенного процесса, лимитируемого процессом диффузии.
В промышленных реакторах условия протекания каталитических реакций
на
равнодоступной поверхности катализатора, т.е. в отсутствии влияния
массопереноса на скорость каталитического процесса, как правило, не соблю-
даются. На скорость, селективность и кинетические закономерности гетероген-
но-каталитического процесса существенное влияние оказывает перенос веще-
ства к активной поверхности катализатора. Раздел химической кинетики, рас-
сматривающий протекание гетерогенно-каталитических реакций совместно с
процессами переноса вещества и
теплоты, называется макроскопической ки-
нетикой
или макрокинетикой.
Исходя из приведенных выше стадий гетерогенно-каталитического процес-
са и основных кинетических областей работы катализатора в нем понятно, что
для адсорбции исходных веществ и реакции между ними они должны из потока
газовой или жидкой фазы продиффундировать к внешней поверхности гранулы
катализатора, а затем по порам гранулы к его внутренней поверхности.
В пер-

Страницы