ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение скорости, константы скорости, порядка химической реакции и степени превращения из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов" На основании изложенных теоретических положений ниже приведены примеры определения скорости, константы скорости, порядка химической реакции и степени превращения. [c.33] Пример 11-1. В реакторе периодического действия идет реакция первого порядка в жидкой среде при интенсивном перемешивании предварительно загруженных в аппарат компонентов. Концентрации исходных материалов и продуктов реакции в каждой точке реакционного объема в данный момент времени одинаковы, меняясь во времени убывая в сырье и возрастая в продуктах реакции. Гомогенная реакция нестационарна во времени. Объемы реактора и загруженной массы одинаковы (Уд Концентрация реагирующего компонента в начале процесса Со = 1000 люль-л . Длительность реакции 2 мин. Путем отбора проб через определенные промежутки времени найдены концентрации с этого компонента. Результаты замеров даны в табл. 2 (колонки 1 и 2). [c.33] По данным эксперимента вычислить скорость реакции, константу скорости и степень превращения за отдельные интервалы времени. [c.33] Решение. Решение может быть аналитическим и графоаналитическим. [c.33] Аналитическое решение. Существуют два метода аналитического решения интегральный и дифференциальный. [c.33] В некоторых случаях следует иметь в виду возможную неточность результатов из-за трудности точного построения касательной. [c.35] Порядок реакции определяется построением графика г = / (с), приведенного на рис. П-1, б. [c.35] Результаты исследования реакции при t = 139,4° С даны в табл. 3. [c.35] Степень превращения выражена через концентрации бромидов с . Максимальная концентрация, соответствующая 100%-ному превращению, равна 0,1 молярных концентраций. [c.35] Требуется определить по этим данным скорость реакции и значения мгновенных констант скорости к ш кц в предположении реакций первого и второго порядков, допуская, что в заданных пределах превращения процесс необратим. [c.35] Формулы (11,46) и (11,47) выражают концентрации ионов бромида в любой момент времени и пригодны для необратимых реакций первого и второго порядков, протекающих в реакторах периодического действия при условии, что концентрации компонентов вначале равны нулю. [c.36] В табл. 4 сведены результаты подсчетов для всех четырех опытов, приведенных в табл. 3. [c.36] По изменениям значений Аг можно судить о порядке реакции. В то время как значения имеют определенную тенденцию к изменению, значения не только более одинаковы, но и не обнаруживают резких монотонных изменений. Поэтому кинетические результаты опытов (табл. 3) более соответствуют реакции второго порядка. [c.36] Числовые значения скоростей приведены в табл. 5. [c.37] НТО хорошо согласуется с реакций второго порядка, а = 2. [c.38] Определение по формуле (11,49), по данным табл. 5, приводит к значению = 8,9-10 л-моль-сек , т. е. почти в 6 раз меньше значения, вычисленного интегральным способом. [c.38] Продукт реакции содержит отрицательные ионы и положительные ионы сложного комплекса четвертичного основания, условно обозначенные как N+. [c.38] Применительно к рассматриваемой реакции здесь обозначены сд = с — концентрация метилиодида Сд = с — концентрация диметил-ге-толуидина = J — концентрация ионов иода Сд = J + — концентрация ионов четвертичного основания. [c.38] Результаты расчетов приведены в табл. 6. Постоянство вычисленных значений показывает, что предположенный второй порядок реакции обоснован. [c.39] По этому уравнению, исходя из значений и (см. табл. 6), путем подстановки числовых значений J = с Х] = 0,051/ составлена табл. 7. [c.40] Вернуться к основной статье