САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

Тогда общая скорость превращения /-го вещества будет связана со скоростью соответствующих реакций уравнением

Скорость каждой простой реакции является функцией концен­траций веществ, участвующих в этой реакции, и некоторых по­стоянных: kj — константы скорости; К_а — константы равновесия; Ej ~ энергии активации, которые называются параметрами хими­ческой реакции Θ,. На реакцию влияют также внешние факторы [ С, (/>,), 71, которые называются параметрами химического процесса, определяющими условия его проведения. Тогда

Совокупность таких уравнений для всех ключевых веществ на­зывается кинетической моделью реакции. Задача кинетических исследований — найти параметры химической реакции и химического процесса для построения кинетической модели.

2.2. Механизм реакции. Лимитирующая стадия

Кинетическое исследование основано на том, что эксперимен- * тально определяемые концентрации С, или конверсии X) зависят % от дифференциальных уравнений скорости и от параметров про- цесса. Поэтому необходимо исследовать все параметры, которые могут влиять на скорость: начальные концентрации реагентов, а иногда и продуктов, концентрацию катализатора, температуру, продолжительность реакции.

Наиболее сложен вывод концентрационной зависимости (2.14). Обычно проводят серию опытов при постоянной температуре и при постоянных параметрах химической реакции. В этих экспери­ментах определяют влияние других факторов и вид кинетического уравнения. Затем проводят вторую серию опытов при разной тем­пературе и находят зависимость параметров химической реакции от температуры.

Кинетические исследования проводят в аппаратах с идеаль­ным режимом, обеспечивающих наиболее простую связь резуль­татов исследований с варьируемыми параметрами. Такими ап­паратами являются реакторы идеального смешивания и вытес­нения.

Периодический реактор идеального смешивания характери­зуется отсутствием градиента концентраций и температур по объе­му (dC//dF= άΤ/άν = 0), что обеспечивается интенсивным сме­шиванием. В периодическом реакторе концентрации изменяются только во времени. При постоянном объеме скорость реакции описывается уравнением (2.2) и после интегрирования от τ = 0 до τ при из­менении концентрации от C_io до С,· получаем I

1

В периодических условиях определяе- J мым параметром является Q.

Варьируемые параметры C_h, Τ, τ.

В реакторах периодического действия идеального смешивания обычно исследу­ется кинетика жидкофазных (гомо- и ге- терофазных) реакций. В лабораторных ус­ловиях таким реактором является колба с эффективной мешалкой (рис. 2.1).