ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Параллельные и последовательные реакции из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов Изд.2" Разберем два возможных случая а) 2) = 22 и б) г ф гг. [c.21] Иначе говоря, скорости параллельных реакций резко разнятся при пониженных температурах. Поэтому типичные параллельные реакции, например хлорирование и окисление углеводородов в жидкой фазе, ведут в таких условиях. Повышение температуры как бы нивелирует реакционные способности реагирующих частиц. [c.22] Отсюда следует, что первая реакция (с константой скорости к при Т = 300 К) имеет преимущественное значение ее скорость в 22 раза больше скорости второй реакции. При 7 = 750 К скорость первой реакции составляет только 5,5% скорости второй реакции, а при дальнейшем повышении температуры она станет исчезающе малой. [c.22] Последовательные реакции. Такие реакции включают стадии образования промежуточных продуктов. Примером может служить реакция хлорирования бензола до монохлорбензола и последующего его хлорирования в дихлорбензол и высшие хлорпроиз-водные. [c.22] Значение определяется комбинацией выражений (И, 16) и (11,18) с уравнением (11,15). [c.23] Следовательно, максимальное значение тг зависит только от отношения констант скоростей реакции, а время его достижения — от отношения 1/ 2 и значения к. Как следует из уравнения (11,20), чем больше к, тем скорее наступает максимум тг. [c.23] При расчетах реакторов необходимо знать скорость реакции, ее порядок, константу скорости и степень превращения. В основе этих расчетов лежат экспериментальные данные. [c.23] Кинетические уравнения химических реакций позволяют при наличии соответствующих данных о скорости реакции определять мгновенные значения констант скорости к и длительность реакции для достижения заданной степени превращения. [c.23] Рассмотрим некоторые из этих задач. [c.23] Реакции первого порядка. В этом случае скорость реакции пропорциональна первой степени концентрации реагирующего вещества. [c.24] Полезно отметить, что эта зависимость справедлива для реакторов идеального вытеснения (рис. 1-5). [c.24] В табл. 1 даны различные типы простых реакций, уравнения для скоростей и констант скоростей этих реакций. [c.25] Сложные реакции. Прежде всего рассмотрим обратимые реакции различных порядков. [c.28] Методы определения порядка реакции. Нахождение порядка реакций помогает выяснению их механизмов. Имеется несколько методов определения порядка реакции. [c.29] Интегральный метод. Предполагая тот или иной порядок реакции, выбирают соответствующее кинетическое уравнение, например для первого порядка уравнение — с1С/с(х = кс. Его интегрирование дает зависимость с = /(т). Подставляя сюда экспериментальные данные о прореагировавших количествах л целевого компонента в соответствующие моменты времени т определяют графически значение константы скорости реакции к. [c.29] Если для разных значений х получаются более или менее постоянные значения к, то предположенный порядок реакции отвечает действительности. В противном случае операцию повторяют с уравнением для другого порядка. Таким образом, методом последовательного приближения находят соответствующее уравнение и порядок реакции (пример П-2). [c.29] Из приведенных выражений следует, что время полураспада для реакций первого порядка не зависит от начальной концентрации для реакций второго и третьего порядков — обратно пропорционально соответственно первой степени и квадрату концентраций. [c.30] Дифференциальный метод. По этому методу, предложенному Вант-Гоффом, строят кривую — f x) зависимости концентрации с от времени, используя экспериментальные данные одного опыта. Угол наклона касательной в различных точках кривой, соответствующих различным моментам времени, определит порядок реакции. Этот прием дает временной порядок реакции, так как он получен для различных моментов т. [c.30] При необходимости определения так называемого истинного (концентрационного) порядка реакции на основании эксперимента можно строить только начальные участки кривых с = /(т) при )азличных значениях начальных концентраций с ( i, Сг, Сз и т. д.). касательные к кривым на их начальных участках (в самом начале реакции) дадут порядок реакции. [c.30] Другой прием основан на построении графика Igr = gk . Для реакции -го порядка г = k и g г = g k + n g с. [c.30] Вернуться к основной статье