ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика реакций в электрических разрядах из "Курс физической химии Том 2 Издание 2" Эти реакции и будут главным образом обсуждаться в настоящем параграфе. [c.230] На первом этапе изучения кинетики газовых реакций в электрических разрядах (20-е годы текущего столетия) ученые пытались проводить аналогии между этими реакциями и электролизом в растворах. При этом пропорциональность между количеством реагирующего вещества и силой тока, наблюдавшаяся в некоторых случаях, позволила сформулировать закон электрохимической эквивалентности, аналогичный законам Фарадея. Однако вскоре выяснилось, что законы Фарадея не применимы к реакциям в электрических разрядах. [c.230] Некоторые наблюдения привели к формулировке основного положения, дополняющего (для реакций в электрических разрядах) известные законы химической кинетики, а именно скорость химической реакции в данном виде электрического разряда пропорциональна мощности разряда. [c.231] Ограничение, выраженное словами в данном виде электрического разряда , следует понимать в том смысле, что изменение мощности не должно вести к изменению вида разряда. Коэффициенты пропорциональности для одной и той же реакции в разных видах разряда могут иметь совершенно различные значения. Например, тлеющий разряд при низком давлении очень мало эффективен в отношении реакции превращения метана в ацетилен, а дуга при средних давлениях весьма эффективна. Поэтому, сли изменение мощности, вызванное, например, изменением давления и силы тока, ведет к переходу тлеющего разряда в дуговой, коэффициент пропорциональности резко увеличивается. Основное затруднение при изучении кинетики реакций в разряде состоит в том, что практически невозможно точно определить время протекания реакции. Дело в том, что фактический объем зоны реакции неизвестен. Это затруднение было преодолено путем включения величины объема V зоны реакции в константу скорости, т. е. путем замены в кинетических уравнениях времени реакции пропорциональной ему величиной —обратной объемной скоростью прохождения газа через реакционный сосуд (1/F). [c.231] Эта схема показывает, что метан участвует в двух параллельных реакциях, а ацетилен является промежуточным продуктом двух последовательных реакций. Концентрация ацетилена, или степень превращения метана в ацетилен, должна согласно схеме проходить через максимум, что полностью подтверждается опытом. [c.231] В уравнениях (X, 1) и (X, 2) учтена пропорциональность между скоростью реакции и мощностью разряда. [c.232] Таким образом, величина А оказывается выраженной в виде функции удельной энергии, т. е. отношения ы/У, которое представляет собой количество энергии, приходящейся на единицу объема исходного газа при нормальных условиях. [c.232] На рис. X, 4 сопоставлены результаты расчетов по формулам (Х,4), (X, 5) и (Х,6) (сплощ-ные кривые) с опытными данными (условные обозначения, соответствующие разным опытам) по электрокрекингу метана до ацетилена. [c.233] Опыты проводились в трех-фазной дуге при пониженном давлении, изменявшемся в разных сериях опытов от 40 до 150 мм рт. ст. [c.233] Общая энергетическая эффективность разряда в отношении превращения метана, т. е. сумма 1+ 2, равна 0,МЪм квт-ч. [c.233] Таким образом, с повышением давления энергетическая эффективность дуги в отношении электрокрекинга метана уменьшается. Переход дуги в тлеющий разряд с малой силой тока при низком давлении также ведет к уменьшению энергетической эффективности. [c.234] Важное значение имеет изучение кинетики синтеза озона из смесей кислорода с аргоном и кислорода с азотом. В этом случае в формуле (X, 10) энергию следует относить к парциальному объему кислорода ы/УОг. Тогда выясняется независимость кинетических констант и степени превращения кислорода в озон от состава газовой смеси. Таким образом, аргон играет роль лишь инертного разбавителя, не потребляющего энергию. [c.234] Вернуться к основной статье