ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности кинетики гетерогенно-каталитических реакций из "Инженерная химия гетерогенного катализа" В отличие от гомогенных реакций, каталитическое превращение на твердом катализаторе представляет собой сложный процесс, состоящий из ряда последовательных стадий 1) подведения реагентов к внешней поверхности катализатора 2) диффузии реагентов в порах катализатора к внутренней его поверхности (для пористых катализаторов) 3) адсорбции реагентов на поверхности катализатора 4) собственно химической реакции 5) десорбции продуктов реакции 6) диффузии продуктов реакции с внутренней и 7) с внешней поверхностей катализатора. [c.100] ИЗ них действуют особые закономерности, свойственные лимитирующей стадии. Между названными предельными областями лежат переходные, которые подчиняются закономерностям смешанного характера. [c.101] В этой главе рассматриваются закономерности кинетики ге-терогейно-каталитических реакций в отсутствие диффузионного торможения. Мы ограничиваемся, таким образом, исследованием трех из перечисленных стадий — адсорбции, собственно реакции и десорбции. В обычных кинетических исследованиях эти стадии неразличимы тем не менее, гетерогенно-каталитиче-ский процесс остается по своей природе сложным, что и служит причиной характерных для гетерогенного катализа сложных и разнообразных кинетических закономерностей. [c.101] Заметим для дальнейшего, что простые соотношения (П.75) и (11.76) позволяют, когда это удобно, пользоваться величинами г. Гг и при описании гетерогенно-каталитических реакций. [c.101] Так как на твердом катализаторе превращение претерпевают адсорбированные на поверхности молекулы, возможны три механизма гетерогенно-каталитической реакции 1) мономолеку-лярное превращение, обусловленное взаимодействием адсорбированных молекул с кристаллической решеткой катализатора 2) взаимодействие адсорбированных молекул, ползающих по активной поверхности, и 3) взаимодействие адсорбированных молекул с молекулами, налетающими на поверхность катализатора из объема. Очевидно, при любом из названных механизмов скорость химической реакции зависит от концентрации реагентов (всех или, если действует механизм налетания , — некоторых) на активной поверхности. [c.101] Двухмерные концентрации т ,-, как и степени заполнения поверхности Qi, не принадлежат к числу непосредственно измеряемых величин поэтому кинетические уравнения процесса должны быть выражены через измеряемые концентрации реагентов в объеме. Для этого в формулы (11.78), (11.79) или (11.80) надо подставить выражения, связывающие степень заполнения поверхности с концентрацией соответствующего вещества в объеме. Для процесса с становившимся адсорбционным равновесием это будут уравнения изотермы адсорбции, а для реакции, скорость которой лимитируется скоростью адсорбции или десорбции реагентов, — более сложные зависимости, включающие в себя характеристики самой химической реакции. [c.102] Результирующее кинетическое уравнение, таким образом, описывает сложный процесс, состоящий из стадий адсорбции, реакции и десорбции поэтому неудивительно, что оно может быть весьма сложным и качественно своеобразным. Различные формы кинетических уравнений гетерогенно-каталитических реакций будут рассмотрены ниже. [c.102] Вернуться к основной статье