Главная страница
Культура
Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Биология
Сельское хозяйство
Психология
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
Физика
История
Экология
Промышленность
Энергетика
Этика
Связь
Автоматика
Математика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология

2.1 Скорость химической реакции. 2. 1 Скорость химической реакции



Скачать 40.5 Kb.
Название2. 1 Скорость химической реакции
Анкор2.1 Скорость химической реакции.doc
Дата17.01.2018
Размер40.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файла2.1 Скорость химической реакции.doc
ТипДокументы
#15464

2.1 Скорость химической реакции


Скорость простой гомогенной химической реакции W равна числу элементарных химических актов, протекающих в единице объема за единицу времени.

В замкнутой системе при постоянном объеме и равномерном распределении реагентов по всему объему реактора скорость химической реакции прямо пропорциональна изменению концентрации реагентов во времени. Следует различать скорость расходования реагента или образования продукта и скорость химической реакции. Если в системе протекает реакция в соответствии со стехиометрическим уравнением

AA+BB→YY+ZZ,

то скорость этой реакции равна

,

т.е. она не зависит от того, по какому веществу (А, В, Y, Z) экспериментатор следит за процессом.


Только при стехиометрическом коэффициенте νA равном единице, ν=νA. Стехиометрические коэффициенты должны сохраняться постоянными в ходе всего процесса, в противном случае необходимо принимать во внимание их изменение во времени, что может иметь место в случае сложных реакций. Для сложных реакций следует различать скорость процесса в целом и скорость отдельных составляющих его стадий; скорость элементарной стадии может быть и больше и меньше скорости совокупного химического превращения. Скорость химической реакции выражается в моль/(л•с) или моль/(см3•с), но может быть выражена и в других единицах.

Если реагенты неравномерно распределены по объему V, то реакция может протекать в разных точках реактора с разной скоростью. В этих случаях надо отличать истинную скорость реакции в данном микрообъеме v(х, y, z)= =dС(x, y, z)/dt

от средней скорости .

Если система замкнута, но ее объем изменяется в ходе реакции (реакцию проводят при постоянном давлении), то концентрация будет изменяться за счет химической реакции и изменения объема системы. В этом случае для исходного вещества

.

В сложной химической реакции, где участвуют активные промежуточные продукты, скорость реакции нельзя вычислять как скорость изменения концентрации промежуточного продукта.

В открытой системе концентрация вещества изменяется и вследствие химической реакции, и вследствие массопереноса (поступления в реактор новых количеств вещества). Поэтому скорость реакции в реакторе идеального смешения, в стационарном режиме, когда сравнялись скорости подачи вещества и его химического превращения, равна

W= –uV–1(C0–C),

где u объемная скорость подачи реагента; С0 — концентрация на входе; С концентрация на выходе из реактора.


В гетерофазной системе, где реакция протекает на поверхности раздела фаз, скорость химического превращения относят не к единице объема, а к единице поверхности, на которой происходит химическое превращение. В этом случае скорость реакции можно охарактеризовать как число химических превращений, происходящих в единицу времени на единице поверхности. Скорость гетерофазной реакции выражают в единицах моль/(м2•с). Для перехода от объемной скорости, выраженной в моль/(л•с), к скорости на поверхности необходимо знать отношение между объемом V, где измеряется концентрация реагента, и поверхностью S, на которой происходит превращение:




В замкнутой системе при постоянном объеме средняя скорость расходования исходного вещества за интервал времени t2—t1 равна W=(C1—С2)/(t2—t1). Истинную скорость W= —dС/dt в момент времени t можно найти, проведя касательную к кинетической кривой C=f(t) в точке С1=f1(t1). Если кинетическая кривая построена по небольшому числу точек, то этот метод недостаточно точен. Поэтому, если для кинетической кривой получено аналитическое выражение С=f(t), то истинную скорость находят дифференцированием:
W=dC/dt. Например, если С=С0—аt+bt2, то W= –а+2bt. Начальная скорость может быть найдена экстраполяцией: W0=lim W при t→0.
написать администратору сайта