в моль/(масса катализатора-время)
где туж — масса катализатора, кг;
или в моль/(объем катализатора · время)
где Укат — объем катализатора, м3.
Если реакция протекает в проточной системе в стационарных установках, скорость ее измеряется как производная молярных потоков (Fh моль/продолжительность) по реакционному объему или массе катализатора:
в моль (объем катализатора продолжительность)
в моль/(масса катализатора · продолжительность)
В общем случае скорость реакции зависит от внешних условий: давления Р, температуры Τ и т.д. При заданных постоянных внешних условиях процесса скорость реакции является функцией концентрации реагентов:
В большинстве случаев эта зависимость выражается степенным законом равновесных концентраций:
где к — константа скорости реакции; νΑ, νΒ, ν,· — частный порядок реакции по /-му компоненту; СА, Св, С,- — концентрации /-го вещества.
Под термином «частный порядок реакции» понимают показатель степени, в которой концентрация /-го вещества входит в кинетическое уравнение. Сумма частных порядков составляет общий порядок реакции ν, определяющий вид ее кинетического уравнения и размерность константы скорости:
Для элементарных реакций порядок, молекулярность и сумма стехиометрических коэффициентов совпадают. Несовпадение этих параметров говорит о сложности протекания реакции, например:
Учитывая участвующее в реакции число молекул исходных веществ, должно бы быть
тогда как в действительности
Сопоставив уравнения (2.2) и (2.9), получаем дифференциальное уравнение скорости
(2.14
Скорость реакции можно определить по каждому из коми нентов; знак ее зависит от знака стехиометрического коэффуента этого компонента (± ν,·). Соотношения скоростей реакции ι компонентам соответствуют стехиометрическим коэффицие^ например, для уравнения (1.35)
(2.15)
где W — скорость реакции, которая постоянна и положительна· по отношению ко всем компонентам.
В общем виде
(2.16)
где ν,· — стехиометрический коэффициент /-го компонента.
Скорость реакции, как правило, определяется по одному из компонентов, наиболее легко определяемому при проведении эксперимента.
Уравнение (2.16) действительно для простых (элементарных) реакций. Однако большинство химических реакций не являются элементарными: они протекают через ряд промежуточных стадий. Стехиометрическое уравнение неэлементарной (сложной) реакции отражает лишь начальное и конечное состояния данной реакционной системы и не описывает механизм реакции.
|