Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Внешнедиффузионная область
Рассмотрим реакцию первого порядка на однородной равнодоступной поверхности, лимитируемую внешней диффузией. Пусть адсорбция на активной поверхности следует закону Генри:
a = KC,
где a – величина адсорбции, K – коэффициент Генри, C - концентрация адсорбата.
В стационарных условиях скорость диффузии вещества равна скорости реакции:
w = kCs = β(Cv - Cs),
где k – константа скорости реакции; Cs – концентрация реагента у поверхности катализатора; Cv – концентрация реагента в объеме; β = D/δ – коэффициент массопередачи, или константа скорости диффузии, D – коэффициент диффузии, δ – толщина диффузионного слоя.
Из уравнения получаем
Cs = βCv/(k + β).
Подставляя полученное выражение в выражение для скорости реакции, получаем выражение для скорости реакции первого порядка, тормозимой внешней диффузией
w = kβCv /(k + β) = kdCv.
Таким образом, реакция протекает по первому порядку по концентрации в потоке с эффективной константой скорости,
kd = kβ/(k + β).
При β >> k скорость реакции
w = kCv,
то есть реакция протекает в кинетической области, где Сs = Cv. При k >> β скорость реакции
w = βCv,
то есть реакция протекает во внешнедиффузионной области, где Сs ~ 0 и ее скорость определяется скоростью диффузии. Реакция переходит из кинетической во внешнедиффузионную область с ростом температуры (растет k) и с замедлением скорости потока жидкости или газа (падает β). Во внешнедиффузионной области скорость реакции лишь слабо зависит от температуры, кажущаяся энергия активации близка к нулю. В переходной области k и β – величины одного порядка и скорость реакции зависит как от диффузии, так и от кинетики реакции на поверхности.
Если порядок реакции (n) отличен от первого, аналогичное рассмотрение показывает, что граница внешнедиффузионной области с увеличением концентрации Cv в потоке сдвигается при n > 1 в сторону меньших температур, а при n < 1 – в сторону больших температур. По мере приближения к внешнедиффузионной области порядок реакции приближается к первому и во внешнедиффузионной области все реакции имеют первый порядок по концентрации Cv в потоке.
Температурная зависимость скорости реакции: режимы протекания
…
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Влияние процессов переноса | | | Проточный реактор: режим идеального вытеснения |
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 211; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!