3.2 Влияние соотношения реагентов на движущую силу и скорость реакции

Скорость химического превращения зависит от большого числа переменных.Так на скорость химической реакции влияют следующие факторы, определяющие состояние химического равновесия: температура , давление , а так же состав реакционной смеси.

Для того чтобы проанализировать с какой скоростью будет протекать необходимо знать уравнение, связывающее эти переменные.

При рассмотрении кинетики реакции , за основу было взято следующее уравнение скорости реакции :

Где : 1.

2. Энергия активации Е =96,3 кдж/моль

3.Движущая сила

Так как значения коэффициентов a и b, как было отмечено в аналитическом обзоре , изменяются в зависимости от температуры.

Для рассмотрения вопроса о кинетики реакции качестве исходных данных для выбрано давление р=1атм и температуры, при которых , соответственно меняются данные параметры : T₁=1070K и T₂=1170 K .

Движущая сила при увлечении исходной концентрации СН4 увеличивается , так как увеличивается равновесная концентрация CH4 в смеси , а в связи с тем , что реакция эндотермическая , то с увлечением температуры будет увеличиваться и ДС . Что показывает и построенная зависимость движущей силы при Т1=1070К (dc на рис. 2 ) и при Т2=1170 К ( dc 2 на рис. 3)

Рисунок 3 –Зависимость ДС реакции от начальной концентрации z0CH4 при различных Т1 < T2

Проанализируем зависимость движущей силы от соотношения исходных реагентов (в данном случае z⁰CH₄ к z⁰CO₂)

То есть по поставленным условиям получаем:

Первому отношению соответствует DC1 , второму DC2 .

В общем случае движущая сила зависит не только от природы реагентов , давления , температуры но и от концентрации веществ. Движущая сила возрастает при увеличении концентрации веществ участвующих в прямой реакции .

Как видно из построенной зависимости (рис.4) движущая сила реакции для углекислотной конверсии возрастает, в случае повышения z⁰CH₄ причем, когда величина соотношения исходных реагентов больше , то и повышается движущая сила . Связано это с тем что равновесная концентрация CO₂ увеличивается , соответственно увеличивается знаменатель ДС что приводит к уменьшению ДС .

Рисунок 4 –Зависимость ДС реакции от начальной концентрации z0CH4 при различных соотношениях реагентов.

Таблица 1 – отношение исходных Таблица 2 – Движущая сила

реагентов реакций