Основные понятия химической кинетики
Концентрация вещества C определяется количеством молекул (или молей) в единице объема.
Число частиц должно быть большим, чтобы величину концентрации С можно было рассматривать как величину статистическую и одинаковую в любой части реакционного объема.
В системе устанавливается равновесное распределение частиц по внутренним степеням свободы (энергиям) и по скоростям поступательного движения – максвелл-больцмановское распределение (МБР). Между возбужденными и невозбужденными состояниями устанавливается статистическое (термическое) равновесие, характеризуемое одной температурой. Если химические реакции не нарушают термического МБР, то кинетику таких реакций называют “равновесной”. К равновесной кинетике относятся большинство реакций в газах, растворах и на поверхности при T < 1000оС. Неравновесная кинетика исследует фотохимические, плазмохимические реакции, процессы горения и взрыва.
Взаимодействие нескольких частиц (реагентов) с образованием молекул (частиц), называемых продуктами реакции, проходящее через один потенциальный барьер, называют элементарным актом химического процесса. Многократное повторение таких актов с участием большого числа молекул (частиц), называют элементарной реакцией или элементарной стадией (ЭС).
Число участников (реагентов) ЭС называют молекулярностью ЭС. Молекулярность m есть сумма стехиометрических коэффициентов участников ЭС (
).
Скорость реакции. Изменение количества молей i-того участника стадии (∆ni) в результате химической реакции определяется скоростью ri образования или расходования ni, временем реакции t и объемом V: Dni = j(ri, t, V). Поэтому скорость реакции ri есть производная второго порядка от ni по V и t:
(1)
Если ri одинакова по всему объему и V = const (закрытая система), то Dni µ V, и дифференцирование по V заменяется делением на V:
(2)
Если в открытой системе реакция стационарна, то Dni µ t, и дифференцирование по t заменяется делением на t (реактор идеального вытеснения):
(3)
где Fi – мольный поток (
).
Если выполнены оба условия (безградиентный проточный реактор, реактор полного смешения), то скорость 
или 
.
Скорость j-той стадии при V = const есть производная степени глубины реакции c по времени в единице объема
, где 
(4)
отсюда
(5)
Изложенные соображения справедливы и для участников итоговых уравнений стационарных, квазистационарных и нестационарных реакций.
Смотрите также
Абсорбция сероводорода
В данном курсовом
проекте происходит абсорбция сероводорода, из воздушной смеси, водой. В
результате, на выходе из абсорбера, получается так называемая сероводородная
кислота, широко исполь ...
Присадки к современным дизельным топливам.
Зимние
дизельные топлива с депрессорными присадками. С 1981 г. вырабатывают зимнее дизельное топливо марки
ДЗп по ТУ 38.101889— 81. Получают его на базе летнего дизельного топлива с tп =
-5 °С. Доб ...
Материальный баланс
Основой материального
баланса является закон сохранения материи, согласно которому количество
материала, поступающего в процесс (приходные статьи материального баланса),
равняется количеству продук ...