Читать онлайн «Кинетика гетерогенных реакций: Учебное пособие»

Ф Е Д Е РАЛ Ь Н О Е АГ Е Н Т С Т В О П О О БРАЗО В АН И Ю В О РО Н Е Ж С К И Й Г О С У Д АРС Т В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РС И Т Е Т МиттоваИ . Я . Л аврушинаС . С . К острю ков В . Ф . К и нет и ка г ет еро г енны х реа кци й У чебноепособие специал ь ность 020101 (011000) – Х им ия В оронеж 2005  2 У тверж дено научно-м етодическим советом хим ического ф акул ь тета протокол № от14 ф еврал я 2004 года Авторы МиттоваИ . Я . Л аврушинаС . С . К острю ков В . Ф . У чебное пособие по курсу“ К инетика и катал из” подготовл ено на каф едре не- органической хим ии хим ического ф акул ь тета В оронеж ского государственного университета. Реком ендуется дл я студентов 2 курсадневного и 4 курсавечернего отдел ений.  3 Ст епень превра щ ени я и ско ро с т ь реа кци и Г етерогенны е реакции – это реакции, происходящ ие на границе раздел а ф аз. К ним относятся реакции типа твердое – твердое, твердое – газ, твердое – ж идкость , атакж еж идкость – газ и некоторы ереакции ж идкость – ж идкость . Рассм отрим некоторы еобщ иевопросы . П онятие « степень превращ ения» л егко ввести дл я простой реакции в за- кры той гом огенной систем еν 1 A1 + ν 2 A2 + ... ↔ ν 3 A3 + ... + ν c Ac . П усть ξ – хим ическая перем енная, которая характеризует гл убинупроте- кания реакции от усл овного начал а ξ = 0. Т огда изм енение м ассы всех ком по- нентов i, участвую щ их в реакции, будетопредел ять ся: mi − mi0 = ν i M iξ ( i = 1, 2,K c ) , (1) где m10 , m20 K mc0 – начал ь ны е кол ичества ком понентов при t = 0, ν i – стехио- м етрическиекоэф ф ициенты . C учетом того, что ni = mi/Mi – числ о м ол ей каж дого ком понента, пол учим dn1 dn2 dn = = ... = c = dξ (2) ν1 ν2 νc Т от из ком понентов, которы й присутствует в м ень шем кол ичестве, будет определ ять max возм ож ную гл убинупротекания реакции ξ max . Э тот реагент на- зы вается л им итирую щ им (в индексе l) и он оказы вается пол ность ю прореаги- ровавшим , когдаξ max : nl0 0 − nl0 = ν lξ max ; ξ max = − (3) νl В ведем степень превращ ения α : ξ ξ α= = −ν l (4) ξ max nl0 Д л я реагентаl: nl − nl0 = ν lξ . Т огда: nl − nl0 nl − nl0 n νl = и α= = 1 − 0l (5) ξ 0 − nl0 nl С огл асно (5), α м еняется от0 до1.