ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесие и скорость реакции окисления окиси азота из "Технология азотной кислоты Издание 3" В табл. 21 приведены экспериментальные и вычисленные значения констант равновесия. [c.87] Для расчета степени окисления окиси азота выразим парциальные давления газов, входящие в уравнение равновесия, через общее давление в зависимости от начальной концентрации газа. [c.88] Р — общее давление газа, атм. [c.88] Подсчет равновесных концентраций газа по этой формуле дает правильные результаты лишь при температуре выше 200° С, так как при более низких температурах происходит образование четырехокиси и трехокиси азота, ведущее к уменьшению объема, не учитываемому данной формулой. [c.88] Из этого уравнения определяем х = 0,96 (при Р = 1 атм). Степень окисления окиси азота в газе такого состава показана на рис. П1-3. [c.88] Скорость окисления окиси азота можно определить по количеству образующейся двуокиси азота, по количеству окисляющейся окиси азота или по количеству прореагировавшего кислорода. [c.89] Значения констант скорости реакции окисления окиси азота кс = 2 ]) для концентраций в моль/л и времени в мин представлены в табл. 22 (по данным М. Воденштейна). [c.89] В табл. 23 приведены значения констант скорости диссоциации двуокиси азота, определенные экспериментально и вычисленные из значений константы скорости прямой реакции и константы равновесия. [c.90] Как видно из табл. 22 и 23, скорость диссоциации двуокиси азота с повышением температуры сильно увеличивается, а скорость окисления окиси азота значительно уменьшается. [c.90] С повышением температуры равновесие смещается влево, в сторону распада N03. Вторая реакция протекает более медленно. Таким образом, с понижением температуры концентрация N03 увеличивается. Это приводит к ускорению второй реакции, которая является определяющей для скорости суммарного процесса. [c.91] Константы скорости реакции окисления окиси азота, найденные М. Боденштейном, были определены статическим методом, т. е. исходя из изменения давления после смешения окиси азота и кислорода. Естественно, что уравнение скорости реакции окисления окиси азота применимо для случая, когда все участки газа в движущейся системе имеют одинаковую скорость. В динамической системе эти закономерности нарушаются, поэтому погрешность при использовании полученных констант может быть значительной. [c.91] Кроме того, на скорость реакции окисления окиси азота оказывают влияние пары воды, двуокись азота, соотношение О2 N0 и особенно стенки сосуда и наполнители. Однако в условиях движения газа в абсорбционной колонне при получении азотной кислоты, т. е. при большом отношении объема к поверхности, эта реакция протекает в основном как гомогенная и результаты расчетов относительно хорошо совпадают с практическими данными. [c.91] Значения констант к , и Ир приведены в рис. П1-4 показана зависимость кр от температуры. [c.92] Из уравнения (П1, 6) следует, что скорость реакции пропорциональна квадрату концентрации N0 и первой степени концентрации Оз- Интегральное время окисления окиси азота до заданной степени обратно пропорционально общему давлению в квадрате [уравнение (П1,7)]. Поскольку реакционный объем, необходимый для окисления окиси азота, уменьшается обратно пропорционально росту давления (по закону Бойля— Мариотта), то объем аппарата будет обратно пропорционален давлению в кубе. [c.93] Необходимо отметить, что скорость окисления окиси азота при понижении температуры будет увеличиваться в соответствии с ростом константы скорости kp (см. табл. 24). [c.93] Исходя из этого уравнения, В. А. Каржавин составил номограмму для определения скорости окисления окиси азота (рис. 1П-5). На оси абсцисс номограммы отложены значения ка РН, на оси ординат — величины а. Величина ка РН зависит от отношения Ь/а = у отсюда можно определить ее зависимость от а. [c.94] Подставляя соответствующие данные в уравнение (И1,4), определим время окисления окиси азота т = 3,88 сек. [c.94] Подставляя эти данные в уравнения (П1, 4), (П1,5) и (П1,8), получим время окисления окиси азота т, также равное 3,88 сек. [c.95] Влияние температуры, концентрации газа и давления на время окисления окиси азота показано в табл. 26. [c.96] Как видно из табл. 26, достигнуть полного окисления окиси азота очень трудно. Для ускорения этой медленно протекающей реакции необходимо применять пониженные температуры, высокие давления и по возможности создавать высокие концентрации окиси азота и кислорода в газе. [c.97] Вернуться к основной статье