Дифференциальный метод анализа

При диф м а исходят из ур-я (3.60):

,(3.60) кот-е можно преобразовать в следующий вид

               *.С_i.0            (3.63)

Проводят серию опытов, используя исх смесь одинакового состава, но меняя мольный расход реаг-ов (Y_n)    в реакторе для получ-я различных значений С_i для каждого опыта. Рассч-ют знач-е x_i для кажд опыта и строят график зав-ти x_i  от V/ Y_n.

По этому графику опред-ют ряд значений скорости реакции и соотв-щие знач-я степени превращ-я (x_i). После задаются мех-мом р и записывают предпол-е ур-е кинетики: r=kf(x_i)

Особенности исслед-я кинетики гомогенных кат-ких процессов

Гомогенные каталитические процессы, типа

                        (3.64)

Обычно начинаются с обр-я промежуточного комплекса Akt^* в рез-те обратимого возд-вия м/у катализатором (kt)  и одним из исх-х реа-ов (А).

                    ^(3.65)

Во 2й стадии, этот промежут-ый комплекс вз-ет со 2м реаг-ом, образуя активир-й комплекс [AB]^**kt

         .       (3.66)

В 3й стадии в рез-те распада [AB]^**kt образ-ся продукты реакции

        .       (3.67)

Для представленного мех-ма каталитич-й р-и, используют ТАК, м легко вывести ур-е, опред-щее скорость ее протекания.

По ТАК общая скор р-и опред-ся скор-тью его распада на конечные продукты.

   .        (3.68)

Конц-ю [AB]^**kt м рссчитать применяя принцип стационарности – в стац-х усл-ях изм-е конц-и любой промежут-й частицы во времени будет =0.

                      (3.69)

Откуда .    (3.70)

Аналогичным образом найдем С_Akt^* . Т.к р-я образ-я промежут комплекса (Akt^*) обратима, согласно принципа стационар-ти скор его образ-я м определить по ур-ю:

   

Следовательно  .      (3.72)

Подставив ур-е (3.72) в (3.70), а полученное выр-е в у-е (3.68), получим выр-е скор гомог-каталитич реакции в общем виде:

.   (3.73)

Ур-е (3.73) имеет 2 частных случ: 1)когда k₂>>k₃ С=const

,      (3.74)

2)если же k₃>>k₂, С=const ,  

       (3.75)

Следовательно, анализ кинетических кривых С_i(τ) можно проводить обычными методами: интегральным и дифференциальным.

Зав-ть скорости р-и от Т, общее кинетич ур-е.

Зав-ть К х р от Т м выр-ть ур-ем Аррениуса:

  .     (3.16) .   

Из ур. Аррениуса видно, что:

1) р-ции с большими Е очень чувст-ны к изм-ю Т., р-ции с мал Е сравнит-но нечувст-ны к измен. Т.

2) кажд р-ция значительно больше чувст-на к изм-ю Т. при их низкиз значениях, чем при высоких

3) константа Ар-са (фактор частоты) м влиять на Т. зависимость скор-ти р-ции

Еа – это избыточное кол-во Е по сравнению со ср. Е молекул, кот должна обладать мол-ла в момент столкн-я, чтобы быть способной к данному хим вз-ю.

Для того, чтобы определить общ. кин. ур.

  ,

необходимо в этом ур. Экспер-но опред. А и Еа

Для этого необх. найти в изотермич усл-ях несколько знач-й k для нескольких значения Т

Взяв неопред-й интеграл в ур-и (3.16):

         ,                   (3.17)

Если в кач перем-х выбрать lnk и 1/Т и знач-я их отложить на коорд-ных осях (рис. 3.3), то получим прямую линию. Тангенс угла наклона прямой:

         .           (3.18)

Для хар-ки зав-ти скор х р от Т был введен темпер-й коэф-т скорости р-и.

              .      (3.11)

После интегрирования выражение (3.14) примет вид

           ,         (3.15)