Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Курс химической кинетики - Эмануэль Н.М.
Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики — М.: Высшая школа, 1984 . — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): kurshimkinet1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 78 79 80 81 82 83 < 84 > 85 86 87 88 89 90 .. 179 >> Следующая

Ах
\\ ([АіЬ-оі*)"
Если обозначить через Ах — трпфенилметилхлорид, а через А2 — метиловый спирт, то а1 = о2 = 1, = 1, п2 = 2 и уравнение принимает вид
^к(1\і]0-х)(ІА,}0-х)*
т. е. совпадает с (IV.01). В табл. 30 приведены значения х — концентрации продукта реакции в разные моменты времени и значения константы скорости третьего
Таблица 30 Кинетика реакции трифенилметилхлорида (А3) с метиловым спиртом (А2) в бензоле при 25 °С ([А1]0 = 0,106 М; [А2]0 = 0,054 М)
гч п и центра-. ,цня іі роду к та роак -ции .V- 10^. М
по формуле (IV.62)
і, мин
Концентрация продукта реакции л* 10а, М
к, М~2-мин-» и о формуле (IV .62).
0,91 0,220 1440 3,34 0.251
1,10 0,266 1510 3,45 0.2С9
1,81 0,234 1660 3,54 0,264
1,89 0,232 2890 4,18 0,293
2,07 0.277 2900 4,14 0,283
3,18 0,276 3120 4,16 0,269
Среднее значение: 0,201
(4,48 • і О"-1 М-2 .с-1)
порядка *, вычисленные по формуле (1У.62). Удовлетворительное постоянство величины к по ходу реакции показывает, что рассматриваемая реакция действительно является реакцией третьего порядка.
212
§ 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕАКЦИИ ПРОСТЫХ ТИПОВ В РЕАКТОРЕ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ
Условие материального баланса для реакций, описываемых одним стехиометрическим уравнением, в реакторе идеального смешения
Кинетическое уравнение химического процесса не зависит от того, проводится реакция в открытой или замкнутой системе. Однако в открытой системе производная от концентрации по времени уже не является скоростью реакции, а соотношения (11.10) не могут быть использованы для установления связи между концентрациями компонентов реакционной смеси. Последнее, конечно, не означает, что концентрации компонентов реакционной смеси не зависят друг от друга. Для реактора объемом V, из которого отбирается реакционная смесь с объемной скоростью и, изменение концентрации какого-либо реагента в реакторе описывается дифференциальным уравнением
где А«А — число молей реагента, поступающее в реактор объемом V
в единицу времени.
Аналогично для продукта реакции
(ІУ.65)
Поскольку для реакции, описываемой одним стехиометрическим уравнением,
I 1
а, А1 Ь, в/
где а,, Ь/ — стехиометрические коэффициенты, то для любой пары компонентов Аь А;- или А(, Ву можно записать следующее уравнение:
[а.-]/м _;/АЧ а%'\ "/[ал [М\
Ш \ о/ а.,К / V \ а, аг )'
или
лщщ + увА/Ь/) _ ^ДПд' , Д"ВЛ « /]ал . [Ву]
Ъ \ а& ~*~ Ь,У I V \ а,- ^ Ь,
Интегрирование этих уравнений при начальных условиях при ( - 0, [А,] =. [А,]„, [Ву] = [ВД ([А,]0 и [ВД - начальные концентрации компонентов в реакторе) приводит к соотношениям, связывающим между собой текущие концентрации компонентов реак-
213
ционной смеси:
[А.] [А.,]_ Аяа,,/д«> t
, ЛАДо [Ai']o АпА,/°.—ДяА?./М
+ ^~-4|г—¦--П-i-jexp(- (1V.C6)
[А,] ¦ IBy] _ a"a7". + AnB./fey. щ Ь/ и
+ (4г + 4г--!—й-)ехр(~,да (iv.67)
Соотношения (IV.66) и (IV.67) позволяют, зная концентрацию одного из компонентов реакционной смеси, величины АпА., Аив , характеризующие поступление компонентов [реакционной смеси в реактор, и скорость отвода реакционной смеси из реактора, вычислить концентрации остальных компонентов в реакторе.
В частном случае, если все компоненты поступают в реактор из единого резервуара, в котором их концентрации равны [АД0 [В,^ (т. е. в реакторе в начальный момент времени находилась реакционная смесь из того же резервуара), АпА. = и [А,]0, Апй =
== " [В/]0> и в этом случае множитель при exp (—irf/V) обращается в нуль, а (IV.66) и (IV.67) преобразуются в соотношения
[АД [АД_[АДо lVIo
,ai ai' ai ar '
Ж + Ж = !^ , [вло
Кинетические закономерности реакций первого порядка в открытой системе
Уравнения, описывающие зависимость концентрации компонентов в реакторе от времени, в случае реактора идеального смешения существенно сложнее, чем в замкнутой системе.Поэтому ниже будет рассмотрен только простейший пример — односторонняя реакция первого порядка А -> В. Для этой реакции
d [А] Ли, и
~3r==-k[A]+—~v\A]. (IV.68)
Интегрирование этого уравнения приводит к выражению
|A, = TO^ + {tAb-T/^^^ (IV-69>
Если в поступающем в реактор растворе отсутствует В, то (IV.67) принимает вид
IAJ + lBJ=-jA + ^A],--^jexpt-uf/K) ;
и, следовательно,
(v _
kV+u
w - а"а (~ - wW) + ([ai. - ^г) exp (- utm -
Из (^.69) и (IV.70) видно, что за время г> У/и концентрации [А] и [В] достигают предельных постоянных значений. Это означает, что сумма скоростей расходования А за счет химической реакции и увода А вместе с реакционной смесью из реактора уравнивается со скоростью его поступления в реактор. Аналогично для В установление постоянной концентрации означает, что скорость его накопления в результате образования из А уравнивается со скоростью его увода из реактора. Такой режим получил название стационарного режима. Концентрации компонентов в стационарном режиме называются стационарными концентрациями и в дальнейшем обозначаются индексом «ст». Установление стационарного режима является важнейшей особенностью процессов, протекающих в открытых системах при постоянной скорости массопередачи.
Предыдущая << 1 .. 78 79 80 81 82 83 < 84 > 85 86 87 88 89 90 .. 179 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.