Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Klasyfikacja reakcji chemicznych Biorąc pod uwagę liczbę zachodzących reakcji: elementarne (proste) – nieodwracalne, złożone, odwracalne, równoczesne (równoległe),

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Klasyfikacja reakcji chemicznych Biorąc pod uwagę liczbę zachodzących reakcji: elementarne (proste) – nieodwracalne, złożone, odwracalne, równoczesne (równoległe),"— Zapis prezentacji:

1 Klasyfikacja reakcji chemicznych Biorąc pod uwagę liczbę zachodzących reakcji: elementarne (proste) – nieodwracalne, złożone, odwracalne, równoczesne (równoległe), następcze. Biorąc pod uwagę liczbę cząsteczek wchodzących w reakcję: jednocząsteczkowe, dwucząsteczkowe. Biorąc pod uwagę liczbę liczbę faz układu reagującego: jednorodne (homogeniczne) – w fazie gazowej, ciekłej, rzadko stałej, niejednorodne (heterogeniczne), biegnące w obszarze kinetycznym, biegnące e obszarze dyfuzyjnym, biegnące w obszarze cieplnym. Biorąc pod uwagę czy zastosowany został katalizator: niekatalizowane, katalizowane. Biorąc pod uwagę rząd reakcji: reakcje, krórych rząd jest liczbą całkowitą (pierwszego, drugiego, trzeciego rzędu) reakcje rzędu zerowego lub ułamkowego. Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

2 Szybkość reakcji prostych Reakcje pierwszego rzędu A B dc A 1 r A = - = k c A = k c A 0 (1 – α), k t = ln dt 1 - α Reakcje drugiego rzędu A + B C dc A 1 α r A = - = k c A 2 = k c A0 2 (1 – α) 2, k t = dt c A0 1 - α dc A r A = - = k c A c B = k c A0 2 (1 – α)(m – α), dt 1 m – α c B0 k t = ln, gdzie m = c A0 (m – 1) m(1 – α) c A0 Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

3 Szybkość reakcji prostych Reakcje trzeciego rzędu A + B + C D dc A 1 1 r A = - = k c A 3 = k c A0 3 (1 – α) 3, k t = [ - 1 ] dt 2 c A0 2 ( 1 – α) 2 dc A r A = - = k c A 2 c C = k c A0 3 (1 – α) 2 (m – α), dt 1 (m – α) α m - α k t = [ - ln ], c A0 2 (m – 1) 2 (1 – α) m(1 - α) c C0 gdzie m =c A0 = c B0 c A0 Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

4 IIIIII 0,10,0990,1110,117 0,30,3560,4280,520 0,50,6921,001,50 0,71,202,335,06 0,92,309,049,50 0,953,0019,0200,0 0,994,6099,05000 Rząd reakcji Porównanie wartości kt dla reakcji różnych rzędów; c 0 = 1, m = 1 α

5 IIIII 1,09,0049,50 1,24,5722,20 1,52,7912,45 2,01,707,30 2,51,245,18 3,00,974,02 Rząd reakcji Wpływ nadmiaru m reagenta na wartości kt dla reakcji drugiego i trzeciego rzędu; m > 1, α = 0,9 m Wprowadzenie nadmiaru jednego z reagentów zbliża warunki reakcji do reakcji niższego rzędu i uzyskuje się skrócenie czasu reakcji; gdy c A » c B wtedy r = k c A c B = kc B

6 Szybkość reakcji złożonych Reakcje odwracalne ν A A + ν B B = ν C C + ν D D r A = k 1 c A ν A c B ν B – k -1 c C ν C c D ν D Ponieważ w stanie równowagi: k 1 c C(r) ν C c D(r) ν D k 1 c A(r) ν A c B(r) ν B = k -1 c C(r) ν C c D(r) ν D K = = k -1 c A(r) ν A c B(r) ν B więc 1 r A = k 1 (c A ν A c B ν B – c C ν C c D ν D ) tak jest dla reakcji, których mechanizm K c jest niezbyt złożony wzór bardziej ogólny: r A = ( k 1 c A a A c B a B c C a C c D a D – k -1 c A a A c B a B c C a C c D a D ) 1 r A = k 1 ( c A a A c B a B c C a C c D a D – c A a A c B a B c C a C c D a D ) K c Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

7 1 r A = k 1 ( c A a A c B a B c C a C c D a D – c A a A c B a B c C a C c D a D ) K c 1 r A = k 1 ( Πc i a i – Π c i a i ) K c r A = k(T) f(T, c A, c B,...) gdzie: k(T) stała szybkości, wyraża odwrotność oporu reakcji, f(T, c A, c B,...) wyraża siłę napędową reakcji, a parametr T związany jest ze stałą równowagi K c, Dogodniej jest wyrazić postęp reakcji za pomocą jednej zmiennej, najczęściej stopniem przemiany α A : r A = k(T) f(T, α A ) Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

8 H.Tomassi, H.Jankowska, Chemia fizyczna, WN-T, Warszawa 1973

9 Muchlenov I.P. i in.: Ogólna technologia chemiczna W-wa WNT 1974.

10

11

12

13

14 Kinetyka reakcji heterogenicznych A B ΔC r = a ΣR Gdzie: a – powierzchnia międzyfazowa, ΔC – siła napędowa procesu, ΣR – opory procesu δAδA δBδB ΔC = f(T, α A ) ΣR = R r.chem. + R dyf 1 R r.chem = k δ A δ B 1 1 R dyf = + = + D A D B β A β B D A,D B – wsp. dyfuzji β A, β B – wsp. wnikania masy Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

15 Obszar kinetyczny R r.chem. >> R dyf. ΔC r = a k β A β A ++ r = a k ΔC r = k ΔC ΔC r = a 1 1 β A β A + Obszar dyfuzyjnyny R r.chem. << R dyf r = a β A C Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

16 Obszar dyfuzyjny R r.chem. << R dyf Opór dyfuzji zależy od D i δ D T = A exp(- E dyf /T) Bariera energetyczna dyfuzji – E dyf << E akt więc wpływ temperatury na współczynnik dyfuzji jest niewielki δ 1 = D β β l = Sh liczba Sherwooda, podobieństwo warunków D w pobliżu granicy faz w procesie przenikania masy Sh = A Re m Sc n Re = udρ/η podobieństwo hydrodynamiczne podczas ruchu płynów, Sc = ν / D liczba Schmidta, podobieństwo rodzaju płynów w procesie wnikania masy Marek Kaźmierczak. Technologie przyjazne dla środowiska, 2011

17 Muchlenov I.P. i in.: Ogólna technologia chemiczna W-wa WNT 1974.


Pobierz ppt "Klasyfikacja reakcji chemicznych Biorąc pod uwagę liczbę zachodzących reakcji: elementarne (proste) – nieodwracalne, złożone, odwracalne, równoczesne (równoległe),"

Podobne prezentacje


Reklamy Google