САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

то увеличение концентрации реагента А в два раза вызовет рост скорости в четыре раза (2²), а двукратное увеличение концентра­ции реагента В приведет к увеличению скорости лишь в 1,4 раза (>/2).

Для сложных реакций, в частности для параллельных, вопрос о выборе концентраций реагентов для управления процессом так­же не является однозначным. Рассмотрим для примера систему из Двух параллельных реакций разного порядка при постоянной тем­пературе (1.20). Говоря об увеличении скорости такой реакции, нужно сначала решить, какая реакция более важна, т.е. какая ре­акция приводит к образованию целевого продукта. Нас интересу­ет чаще всего не то, как быстро израсходуется реагент А, а на­сколько быстрее целевой продукт будет образовываться по срав­нению с побочным продуктом.

Пусть в рассматриваемом примере целевым является продукт первой реакции С, побочным — продукт D.

Для анализа соотношения скоростей целевого и побочных про­цессов пользуются мгновенной, или дифференциальной, селек­тивностью, равной отношению скорости расходования реагента, А на целевую реакцию к общей скорости расходования реагента и на целевую, и на побочные реакции:

Значение дифференциальной селективности в ходе процесса в общем случае не остается постоянным, так как оно определяется соотношением скоростей реакции, а они по мере ее протекания меняются.

Таким образом, дифференциальная селективность характери­зует эффективность целевой реакции в некоторый момент време­ни при некоторой концентрации реагентов и продуктов и при заданной температуре. Лишь в том случае, когда параметры про­цесса во времени и в пространстве не меняются (это возможно при проведении процесса в стационарном реакторе идеального смешивания), Sq остается постоянной величиной.

При качественном анализе протекания рассматриваемых ре­акций можно видеть, что если порядок целевой реакции по ис­ходному реагенту больше порядка побочной реакции, то ско­рость целевой реакции с ростом концентрации исходного ре­агента возрастет значительно быстрее скорости побочной реакции и доля скорости целевой реакции в суммарной скорости увели­чится.

В этом случае желаемый результат — увеличение скорости об­разования целевого продукта В по сравнению со скоростью обра­зования побочного продукта С (увеличение дифференциальной селективности достигается при использовании высокой кон­центрации исходного реагента.

В случае, когда порядок целевой реакции по исходному ре­агенту меньше порядка побочной реакции, зависимость Sq от концентрации исходного реагента обратная, и более высокая диф­ференциальная селективность по целевому продукту достигается при низкой концентрации исходного реагента. Следовательно, не всегда выгодно стремиться увеличивать концентрацию реагента. Правда, при низкой концентрации реагента небольшой будет скорость при прочих равных условиях. Тогда нужно искать другие пути увеличения скорости реакции при сохранении высокодиф­ференциальной селективности. При равенстве порядков целевой и побочной реакций дифференциальная селективность остается постоянной величиной для любых концентраций исходных реа­гентов, и изменить Sq' можно, лишь изменив соотношение k₂/k_t.