ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм химической реакции и ее стехиометрическое уравне- f Теория столкновений из "Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов" Расчет может быть аналитическим, а не графическим, как это показано на следующем примере. [c.33] Пример 1-5. При температурах О и 20 °С константа скорости реакции составляет 2,46 и 47,5 сек i. Определить и а.. [c.33] Расчеты основаны на уравнении Аррениуса. [c.35] Катализаторы изменяют энергию активации предположительно за счет изменения механизма самой реакции (см. табл. 13 и 14). [c.35] Энергии активаций некоторых реакций приведены в табл. 3, а также в последующих разделах (см. стр. 40 и 47). [c.35] Различие между действительным механизмом реакции и механизмом, описываемым ее стехиометрическим уравнением, объясняется тем, что реакция протекает в наиболее энергетически выгодном направлении. Процессы в природе осуществляются с минимальными затратами энергии. Часто может казаться, что процесс идет обходным путем, но не следует думать, что простота написания уравнения реакции означает легкость ее протекания. [c.36] Знание действительного механизма реакции—надежнейшая основа для экстраполяции за пределы изученного интервала условий, конечно, лишь в том случае, когда механизм остается неизменным внутри экстраполируемого интервала. Хотя, к сожалению, это не всегда справедливо, обычно подобное допущение приходится принимать. Практически механизм реакции устанавливают путем подбора постулируя различные механизмы реакции, выводят полные уравнения скорости, а затем выбирают то уравнение, которое лучше соответствует опытным данным. [c.36] Если стехиометрическое уравнение не отражает действительный механизм реакции, закон действия масс нельзя применять непосредственно. Необходимо проанализировать уравнения элементарных реакций, из совокупности которых складывается стехиометрическое уравнение результирующей реакции. Основной принцип, которым следует руководствоваться в этом случае, заключается в том, что для элементарной реакции уравнение скорости должно соответствовать стехиометрическому уравнению. Задача исследователя заключается в нахождении по опытным данным тех элементарных реакций, которые хорошо описываются уравнением, составленным в соответствии с законом действия масс. [c.36] Несколько примеров можно рассмотреть подробнее, однако метод комбинирования уравнений скорости для сложной системы изложен более полно в последующих разделах. [c.36] Физические промежуточные стадии (в этом примере—диффузия) характерны для всех гетерогенных реакций, к которым отнб-сятся почти все промышленные процессы. Гетерогенные реакции подробно рассмотрены в главах VI и VII. Метод составления суммарного уравнения скорости для сложных реакций описан в главе II (см. стр. 71). [c.38] Выводы количественных соотношений по любой из этих теорий достаточно сложны и подробное изложение их выходит за рамки настоящей книги здесь рассмотрены только наиболее важные и интересные положения, вытекающие из указаняых теорий. [c.38] Таким образом, частота столкновений пропорциональна произведению концентраций реагентов, или квадрату давления газовой смеси (если реагируют молекулы только двух компонентов) и корню квадратному из абсолютной температуры. Число столкновений весьма велико и составляет величину порядка 10 см -секГ . [c.39] Поскольку число столкновений огромно, а большинство реакций протекает медленно, очевидно, что не каждое столкновение приводит к реакции. Вероятно, при соударениях реагируют только те молекулы, которые обладают избыточной энергией, превышающей некоторую критическую величину, называемую энергией активации. Обычно эти активные молекулы составляют лишь очень незначительную долю от общего их числа. По ряду соображений полагают, что отдельные молекулы газа отличаются друг от друга скоростью теплового движения и, следовательно, своей кинетической энергией. Это будет справедливо в том случае, если столкновения молекул являются более или менее упругими, так как после упругих соударений одни молекулы будут увеличивать свою скорость, а другие—уменьшать. [c.39] Вернуться к основной статье