Порядок сложной
реакции
Экспериментальным путём устанавливаются опытные коэффициенты α и β, отражающие суммарный (итоговый) механизм протекания сложной многостадийной реакции:
αWβ kCA CB
Коэффициенты и называются порядком сложной реакции по отдельным компонентам.
Поскольку в сложной реакции порядок по отдельным компонентам не равен стехиометрическим коэффициентам, то и суммарный порядок сложной реакции не равен сумме стехиометрических коэффициентов:
n = α + β
Порядок сложной
реакции
Факторы, влияющие на скорость реакции (концентрация реагирующих веществ, температура, давление, наличие катализаторов), оказывают влияние и на величину порядка реакции.
Порядок сложной реакции зависит от механизма её протекания.
В зависимости от механизма реакции и условий её протекания значение порядка реакции может быть целым
или дробным, положительным или отрицательным, а также нулевым.
Дробный и отрицательный порядок имеют сложные реакции, протекающие через ряд последовательных и параллельных стадий c образованием не только конечных, но и промежуточных продуктов.
Нулевой порядок по данному компоненту показывает, что в ходе реакции её скорость не зависит от концентрации
данного вещества (например, сжигание навески топлива в калориметрической бомбе).
Гетерогенное горение
При горении жидкого топлива расход паров горючего непрерывно пополняется парогазовой смесью, испаряющейся c поверхности жидкой частицы. Поэтому концентрация паров горючего у поверхности частицы остаётся постоянной и не влияет на скорость горения жидкого топлива. Скорость горения определяется только
изменением концентрации окислителя в зоне протекания реакции.
При горении твёрдого топлива (кокса) химические реакции происходят на поверхности коксовой частицы в результате столкновений элементарных частиц газообразного окислителя (атомов, молекул, радикалов) c молекулами горючего. Число этих столкновений, отнесённое к единице поверхности, зависит только от концентрации окислителя. Следовательно, изменение скорости реакции горения будет определяться только
изменением концентрации окислителя у поверхности частицы.
Гетерогенное горение
Таким образом, при гетерогенном горении концентрация горючего на поверхности частицы жидкого и твёрдого топлива остаётся постоянной. Тогда кинетическое уравнение преобразуется к виду:
W kCãîð Cîê |
k*Cîê |
|
k* kC |
- константа скорости гетерогенного |
|
горения. ãîð |
|
|
Для натурального твёрдого топлива, в состав которого кроме активных горючих элементов входят минеральные примеси, не участвующие в окислительном процессе, скорость реакции уменьшается вследствие “холостых” столкновений молекул окислителя c частицами минеральных примесей.
