Лекции - часть 1

Необходимо использовать определение для скорости химической реакции – количество актов реакции в единице объема за единицу времени.

i Ai j Bj		W	1		dN	Ai		1		dNBj
			V i		dt			V j		dt
i	j

Алгоритм решения (выразить все через одну переменную):

1.Закон действующих масс выражается через концентрации.

2.Используется химическая переменная для записи текущих концентраций (как в термодинамике при решении задач на равновесие).

3.Нужно учитывать изменение объема, также выражая его через химическую переменную.

81

k

1 dnA

k A

A B C

W V dt

Выражаем все через хим. переменную

n

A

k

n

B

n

C

0 A

0 B

0C

nA n0 A

A nA C

n0 A

C

n0 A

C

n

n

n

n

n

0 A

0 B

0C

0

V

n

n0

V

n

n

0

0

0

d n0 A

n

n

d

k

0 A

V0

0

dt

dt

n0

n0

Поскольку давление и температура в ходе реакции постоянны, общая концентрация С газовой смеси также постоянна

k V0 n0 A k n0 A n0

82

P=const

d	k n
dt	0 A
n0 A d k t				dt
0			0
	n0 A		kt
ln
	n0 A

n0 A 1 e kt ,

n0 A

nA n0 Ae kt ,

V V0 1

1

e kt

n0

A

n

A

n

e kt

0 A

V V0 1 nn0 A 1 e kt

0

C A 0

при

n0 B n0C 0 :

n0 A n0 ,

A

e kt

A

2

e kt

0

V=const

	d A	k A
	dt

A A 0 e kt

83

1
		k 1 c 1
AV(t)
AP(t) 0.5
0 0	1	2	3
		t

A k B C

A V const A 0 e kt

e kt

A P const A 0 2 e kt

84

1	1
xV(t)	0.5		k 1 c 1
xP(t)
0	0 0
		1	2	3
	0	t		3

A k B C

x	V const		1 e kt
V const		n0
xP const		P const	1 e kt
		n0

85

2A k B

n

0,

C A

0 B

0

1

dnA

k A 2

Решение:

k

W

2A

2 V dt

B

n0 2

d n0 A 2

2kC2

n

2

2

V

n

nA n0 2

0 A

0

dt

nA

n0 2

n

0

n

0

0

A n

C n

C

d

2

1

kC n

2

0

dt

n

V

n

0

0

0

V

n

1 x

1

0

0

x

2

x

1

2

dx

0.5

dx

0 1 2x

0

1 2x

1 2x

Получить зависимость [A] от t

2x

ln

1 2x 4kCt,

x

можно только численно

1 2x

n0

86

1			2A k B
1
		k A	1 c 1
		0
AV(t)			Концентрация А больше
AP(t) 0.5
			для реакции при
			P=const. Означает ли
0			это, что превращение
			идет медленнее?
0 0
	1	2	3
0		t	3

A V const				A 0		A P const			A 0	1 2x	, где х решение
										1 x
		1		2k A 0	t		2x
								ln 1 2x 4k A t

1 2x	0

87

0.6											2A k B
0.487
0.4
xV(t)							k A
xP(t)										1 c 1
									0
0.2
0
0 0			1					2		3
0							t			3
x				1			1			хP const	решение
		V const		2	1		1 2k A			2x
V const		n							t		ln 1 2x 4k A 0 t
		0					0			1 2x

88

проточный или периодический

Банка бражки с дизайном «привет Горбачеву» – реактор периодического действия

Самогонный аппарат нового поколения.

Змеевик – проточный реактор 89

Поточная

Вид Омского НПЗ

Проточный реактор позволяет непрерывно

получать продукт

90