Оборудование для Вашей лаборатории

Наши партнеры:

Наши контакты:

тел./факс
(4812) 31-08-84,
(4812) 31-74-79,
(4812) 31-74-99.

Предыдущая Следующая

Рис. 2.45. Зависимость степени превращения х от т для простой обратимой реакции (пунктир - для необратимой реакции)

Простая обратимая реакция A <^l R. Скорость реакции /•(Q = *iCA-*2CR

зависит от концентрации двух реагентов, и в общем случае для описания процесса надо использовать два уравнения вида (2.135) - для обоих реагентов. Удобнее перейти к одной переменной - степени превращения х реагента А: СА = Qj(l-x); Cr = Cox(Q - начальная концентрация А). Модель процесса примет вид

dx/dx = Jfci(l - х) - к2х;  при т = 0 х = 0.            (2.144)

Перейдя к виду dx/dx — к\ - (к\ + k-j) x, проинтегрируем это уравнение:

= т*

1п[А:1 - (ку + к2)х] - Inky

к\ + к2


к\+ £;


.[l_e-(*l+*2)l


(2.145)


С увеличением т степень превращения, естественно, увели­чивается, и при т -> оо получим из (2.145): х -> к\/{к\ + к2)-Вспомним из разделов 2.2.2 и 2.2.3: константа равновесия для обратимой реакции Ар = ki/k2 и равновесная степень превраще­ния хр = Ар/(1 + Ар). Отсюда предельное значение х, достигае­мое в реакторе, есть хр. Это естественно - реакция протекает до равновесия. Зависимость х (т) представлена на рис. 2.45. Для сопоставления здесь же пунктиром показана зависимость х (т) для необратимой реакции.

Рассматриваемая реакция в прямом и обратном направлениях первого порядка, и начальная концентрация не влияет на сте­пень превращения.

117


Рис. 2.46. Зависимость х (т) при температурах Т\ (Г) и Ti > Ту (2, 3). Реакции: эндотерми­ческая (2) и экзотермическая (3). Пунктир -равновесные степени превращения Лр для тех же условий

Влияние температуры. От нее зависят константы к\ и кг, каж­дая из которых увеличивается с тем­пературой. Изменение констант раз­личным образом влияет на скорость реакции: к\ увеличивает, а к.2 уменьшает скорость. Суммарный эффект зависит от интен­сивности увеличения ^ и ^ с температурой. Оно различно для экзо- и эндотермических реакций. В разд. 2.2.3 показано: Qp = -Ei - Е\ [уравнение (2.40)]. Для экзотермической реакции Qp > 0, £2 > Ei и ki (и скорость обратной реакции) увеличивается с температурой сильнее, чем к\ (и скорость прямой реакции). Для эндотермической реакции это соотношение будет обратным.

Изменение зависимости х (т) для обратимой реакции с по­вышением температуры Т качественно можно установить из следующих рассуждений. Зависимость х (т) - монотонно воз­растающая функция от х = 0 при т = 0 до хр при т -> оо. С уве­личением Т вначале, при т, близком к 0, скорость реакции воз­растает - вклад обратной реакции (здесь х * 0) незначителен. Реакция протекает более интенсивно (левая часть графика на рис. 2.46). С увеличением т степень превращения х асимптоти­чески приближается к равновесной хр. По правилу Ле-Шателье с ростом температуры равновесие в эндотермической реакции сдвигается в сторону образования продукта, т. е. хр увеличивает­ся. Эндотермическая реакция протекает интенсивнее - кривая 2 на рис. 2.46. В этом случае к^ с температурой возросла больше, чем ki, и вклад прямой реакции в общую скорость превращения увеличился при всех х. Для экзотермической реакции влияние температуры на равновесие обратное: хр уменьшается. В реакто­ре процесс, протекающий более интенсивно с увеличением Т, затем снижает свою интенсивность - кривая 3 на рис. 2.46. В этом случае кг увеличилась с температурой больше, чем к\, и вклад обратной реакции в общую скорость превращения при х, близких к хр, увеличился.


Предыдущая Следующая

Поиск по сайту

Литература

Доставка продукции:

ООО "Автотрейдинг"

Ж/Д перевозка (контейнера)

Собственный транспорт

Любая транспортная компания на Ваш выбор!

Последние материалы