Главная | Жилищные вопросы | Применение закона действия масс к гетерогенным системам

3.1 Закон действующих масс

II Составляющие СП, их особенности строения и взаимодействия. Кинетика гетерогенных каталитических реакций.

Для гетерогенной реакции

Само явление катализа — это кинетическое явление, связанное с увеличением скоростей химических реакций под воздействием катализаторов. Наиболее научно обоснованным определением каталитической активности с точки зрения формальной кинетики является следующее: Указанный кинетический подход был разработан более 40 лет назад. Однако до сих пор он используется крайне редко из-за нерешенности ряда сложных технических и методических проблем [10]. Гетерогенная каталитическая реакция всегда проходит по крайней мере в пять последовательных стадий: Общая скорость реакции не может быть больше скорости самой медленной из этих стадий.

Применение закона действия масс к гетерогенным системам всякий

Мерой каталитической активности обычно считают удельную на единицу поверхности константу скорости изучаемой реакции. Более точной величиной является константа скорости в расчете на один центр катализатора.

Химия и химическая технология

Однако число каталитически активных центров на единице поверхности обычно остается неизвестным, и практически используется первое определение. В обоих случаях необходимо, чтобы скорость реакции не зависела от процессов транспорта веществ, то есть была заметно меньшей.

Удивительно, но факт! В итоге количество сульфата кальция в растворе уменьшится.

В противном случае константа скорости определяется не только поверхностью, но и пористой структурой катализатора. Следует отметить важную особенность гетерогенных каталитических реакций: Кинетические уравнения для химических процессов строят, исходя из предположения, что скорость реакции, протекающий в один элементарный акт, пропорциональна концентрациям реагентов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Это закон действия масс в химической кинетике, применимый как для гомогенных, так и для гетерогенных реакций. Для сложных процессов, к которым относятся и все каталитические реакции, этот закон применим только к отдельным стадиям процесса, а общая скорость может зависеть от концентраций всех или только некоторых веществ, присутствующим в системе.

При этом показатели степеней в кинетическом уравнении в общем случае не будут равны стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Для гетерогенных процессов роль одного из реагентов играют адсорбционные центры носителя, которые и следует включать в соответствующие уравнения. При этом под свободным адсорбционным центром подразумевается только набор одинаковых во всех отношениях центров адсорбции.

Для энергетически неоднородной поверхности различные центры адсорбции приходится учитывать так же, как и различные по своей природе молекулы в газовой фазе, то есть каждому типу центров адсорбции соответствует отдельное уравнение типа приведенного ниже. РА q 0 q А в соответствии с законом действия масс скорость адсорбции будет равна Vадс.

Аналогично скорость десорбции запишется в виде: Кинетические уравнения для процесса в целом должны выражать скорость реакции через измеряемые на опыте величины — парциальные давления веществ, присутствующих в системе. Для составления таких уравнений необходимо знать и постулировать механизм реакции. Под этим подразумевается знание природы элементарных стадий, через которые система проходит от исходных веществ к продуктам реакции, и относительных скоростей отдельных процессов.

Для гомогенной газовой реакции

Для примера рассмотрим мономолекулярное гетерогенное превращение Аадс. Этому отвечает изменение порядка реакции по веществу А от 1 до 0 и изменение эффективной энергии активации от Еист. В случае сильной и средней адсорбции продуктов реакции уравнения приобретают другой вид. Основная трудность изучения механизмов сложных реакций: Исходя только из кинетических уравнений, нельзя обосновать один из этих механизмов.

Можно лишь исключить те механизмы, которые противоречат найденным на опыте кинетическим закономерностям.


Читайте также:

  • После дтп оба уехали
  • Отличие производственная травма и бытовая травма
  • Ипотека лишение по суду
  • Уплата денег по договору купли-продажи недвижимости