ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика практически необратимых контактных реакций из "Катализ в производстве серной кислоты" В химической кинетике скорость гомогенной реакции определяется числом молей реагирующего вещества, испытавшего химическое превращение, в единице объема в единицу времени. [c.48] Обычно, однако, предпочитают и в этом случае определять время реакции как отношение суммарного объема реакционного пространства к объему газовой смеси, проходящему через него в единицу времени фиктивное время реакции)-. [c.49] При расчетах с использованием фиктивного времени реакции (Тф) нет необходимости знать долю свободного объема между зернами катализатора. [c.50] Р—общее давление в ата. [c.50] Уравнения (I, 18) и(1,20) перестают давать верный результат, если реакция протекает с изменением числа молей реагирующих веществ (Sv = f SvJ. В этом случае изменение концентрации обусловливается не только расходованием или образованием данного компонента, но и изменением общего объема реакционной смеси в результате реакции. [c.50] Показатели и /и в кинетическом уравнении должны определяться из опыта путем измерения скорости реакции при различных начальных концентрациях компонентов и различных степенях превращения. Если исследование ведут динамическим методом, т. е. пропуская реакционную смесь через слой катализатора, то изменение времени реакции достигается путем изменения количества катализатора или объема проходящей через него газовой смеси. Анализ газовой смеси после слоя катализатора позволяет определить степень превращения. Откладывая найденные таким путем степени превращения против соответствующих времен реакции, строят кривую зависимости степени превращения от времени реакции при определенных постоянных начальных концентрациях исходных компонентов. Тангенсы угла наклона касательных к этой кривой пропорциональны значениям скорости реакции при степенях превращения, значения которых определяются ординатами точек касания. [c.52] При одинаковых степенях превращения и постоянных начальных концентрациях всех остальных компонентов б Тф= onst, т. е. время реакции изменяется обратно пропорционально и показатель определится по тангенсу угла наклона прямой, проведенной через экспериментальные точки на графике в координатах Igoj и — 1 т ф. Таким путем удается избежать ошибок, связанных с графическим дифференцированием. [c.53] Следующим этапом является определение суммы всех показателей 1пг- -Х/П(=2, которую можно назвать порядком реакции, хотя для контактных процессов эта величина и не имеет такого простого физического смысла, как для гомогенных реакций. Для этого изменяют концентрацию компонента Aj при избытке всех остальных компонентов реакции. [c.53] С помощью найденного значения порядка реакции 2 рассчитывают Smi=Z—Хп/. [c.53] Определяя показатели кинетического уравнения, целесообразно при изменении каждого параметра производить сравнение скорости реакции при нескольких степенях превращения. [c.53] Если при найденных значениях показателей интегрирование не может быть проведено в общем виде, прибегают к графическому интегрированию. [c.54] Совершенно ясьО, что все измерения скорости реакции для определения формы кинетического уравнения должны проводиться при одной г той же температуре и при строго выдерживаемом постоянстве температуры вдоль слоя катализатора. [c.54] Для определения зависимости скорости реакции от температуры ставят отдельную серию опытов. Вычисленные по этим данным значения констант скорости реакции служат для расчета энергии активации. Для этого логарифмы констант скорости, найденных из опытов при различных температурах, откладывают на графике против обратных абсолютных температур 1/х- Тангенс угла наклона прямой, проведенной через экспериментальные точки, умноженный на 2,303 и на отношение масштабов, равен энергии активации реакции. Отклонение экспериментальных точек от прямой, отвечающее невыполнению закона Аррениуса, указывает на изменение механизма реакции в пределах исследованного интервала температур. Кинетическое уравнение, выведенное по данным опытов, проведенных при определенной температуре, можно применять при температурах, не выходящих за пределы области, в которой справедлив закон Аррениуса. [c.54] Вернуться к основной статье