Реферат: Формальная кинетика сложных реакций - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Формальная кинетика сложных реакций

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 978 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

- 8 - Форм альная кинетика сложных реакций Основные принципы: - независимость скоростей элементарных стадий; - принцип детального равновесия; - материальный баланс по отдельным реагентам и продуктам. Рассмотрим их подробнее. Принцип независимости скоростей элементарных реакций в системе. Если в системе возможны несколько простых реакций, то каждая из них протекает со скоростью, определяемой с воим собственным дифференциальным уравнением и своей константой скоро сти. Если в системе протекает несколько реакций, то общая скорость реакц ии по каждому реагенту равна алгебраической сумме скоростей отдельных реакций. (Примеры обычные из облас ти сложных реакций) Принцип детального равновесия. В равновесной системе скорость прямой реакции каждой стадии механизма равна скорости обратной реакции той же стадии. Этот принцип особо важен, когда реакция протекает по двум или более путям. Из этого принципа вытекает связь констант скоростей с т ермодинамической константой равновесия. Например: 3) Состав реагирующей системы и материальный баланс. Формула координаты реакции выражает материальный баланс реагентов и п родуктов согласно стехиометрии превращения. Необходимо также учесть д инамику материального баланса во времени в реакторе, включая и изменени е концентраций во времени, и гидродинамику потока в проточных реакторах . При выводе дифференциальных урав нений скоростей реакций необходимо соблюдать материальный баланс по к аждому реагенту и продукту и для простых, и в особенности для сложных реа кций. Условие материального баланса и для открытых, и для закрытых систе м имеет вид: (приход реагента в систему) -(расход реагента в системе)=(изменение количес тва реагента в системе) Для процессов при постоянном объёме это условие можно отнести к единице объёма: (приход реагент а в единице объёма) - (расход реагента в единице объёма) = (изменение концент рации реагента). Поступление реаге нта определяется скоростью его введения в систему из окружающей среды (д ля открытых систем) и суммой скоростей его образования в объёме V. Расход р еагента определяется скоростью его отвода из системы (в открытых систем ах) и сумой скоростей его исчезновения в параллельно протекающих реакци ях. Для открытой системы получается: , (3.2) где w -объёмная скорость поступления реагента в р еактор, t -время, rs -скорость одной из химических реакций, V - объё м реактора, яis -стехиометрический коэффициент реагента в реакции (по пр авилу IUPAC), ci 0 -начальная концентрация реагента в реакторе, ci -теку щая концентрация реагента в реакторе. Для закрытых систем w=0, и получаем равенство . (3.3) Основные виды сложных реакций: Параллельные односторонние реакции: Две реакции первого порядка (кинетическая схема): (3.4) 1.2) Три параллельные реакции первого порядка (кинетическая схема): (3.5) убыль реагента протекает как в обычной реакции первого порядка с эффект ивной константой скорости, равной сумме констант скоростей параллельн ых реакций k=k1+k2+k3 . В более сложных слу чаях всё аналогично... 2) Последовательные односторонние реакции Простейший случай: две последовательно протекающие реакции первого по рядка. Кинетическая схема: 2.1) Прежде, чем решить ввести один из основных приёмов формальной кинетики, целесообразно напомнить необход имые сведения о решении линейного неоднородного дифференциального уравнения первого порядка. 2.2) Далее обратимся к нашей конкретной химической задаче. Рассмотрим двух стадийный механизм последовательного превращения, в котором обе элеме нтарные стадии являются реакциями 1-го порядка: Положим [A]0=[B] =a (рис.8). Упростим обоз начения концентраций: Составим и решим систему кинетических уравнений: Получается сводка уравнений для концентраций реагента, промежуточного соединения и продукта: (3.6) 2.3) а) Если значите льно превалирует константа скорости 1-й стадии, то промежуточный продукт накапливается в значительных количествах. 2-я стадия лимитирующая и опр еделяет вид кинетической кривой для накопления продукта B. Кинетическая кривая второй стадии представлена в виде почти чистой спадающей экспон енты, максимум на кривой превращения промежуточного продукта появляет ся спустя очень малый начальный период времени (индукционный период). Ид еальная экспонента (это кинетическая кривая первого порядка для превра щения промежуточного продукта) оказывается в этом случае верхней асимп тотой, и к ней стремится реальная кривая превращения промежуточного про дукта. б) Если значительно превалирует константа скорости 2-й стадии, то промежу точный продукт находится в системе в минимальных количествах, 1-я стадия лимитирующая и определяет вид кинетической кривой накопления продукта B. Вторая стадия на графике как бы не просматривается. в) Может иметь место случай сравнимых скоростей обеих стадий реакции. Эт о случай и более сложный, и менее однозначный. Эти положения достаточно легко иллюстрируются графически (с м. учебник Краснова). Двусторонние (обратимые) реакции первого порядка Проблема систе матического описания сложных реакций сложна, и в наиболее общем виде реш ается лишь численными (и не аналитическими) методами... Разработаны разли чные аналоговые методы, позволяющие даже в очень непростых случаях эффе ктивно графически моделировать кинетические кривые. Вместе с тем часто есть возможность избежать последовательного решения системы дифферен циальных уравнений, заменяя точные решения приближёнными. Не располага я возможностью рассмотреть всю проблему в полном объёме, мы вынуждены ог раничиться лишь несколькими характерными примерами … 1) Метод квазистацио нарных концентраций Боденштейна Рассмотрим примеры сложных реакций, представляющих собою суперпозицию последовательных и параллельных превращений и введём некоторые важны е приёмы их описания: Пример 1.1 (относительно простой) протекает по двум или более путям. Этот принцип чрез вычайно важен при анализе внутримолекулярных процессов типа циклическ их движений марковских перескоков в виде трёхпозиционного вращения. См. примеры. Пример 3.1. Рассмотрим кинетическую схему реакции: и ту же самую реакцию в присутствие протонов: Скорость реакции равна: И в условиях равновесия приходим к сомнительному результату вида: (4.7) Возникает парадокс, согласно которому константа равновесия, вопреки не зыблемым установкам термодинамики, выглядит зависимой от концентрации протонов. Для его устранения вводится принцип детального равновесия. Он состоит в том, что система кинетических уравнений дополняется условиям и детального равновесия: (4.8) В результате концентрация протонов исчезает из выражения константы ск орости, а именно: (4.9) Пример 3.2. Рассмотрим кинетику цикл ического превращения вида: Если уравнение скорости реакции включает сумму различных членов для пр ямой реакции, что указывает на возможность нескольких путей её протекания, то принцип детального равнов есия требует, чтобы каждый член в выражении для скорости прямой реакции был скомпенсирован при равновесии соответствующим членом в выражении для скорости обратной реакции. 4) Мономолекулярные реакции. Схема Линдемана. Существование мономолекулярных реакций типа реакций разложения в газах необычно с точки зрения бимолек улярного механизма накопления энергии активации. Наблюдаемый порядок первый, а стадия активации не может быть иной, как бимолекулярной. В чём же дело? В качестве варианта объяснения этой ситуации Линдеман предложил т акие процессы рассматривать как сложные, включая в них следующие стадии: (4.9) Отсюда следует простой результат. (4.10) Экспериментальные данные часто н е вполне соответствуют простой формально-кинетической схеме Линдемана , однако теоретические уточнения позволяют достичь приемлемого количе ственного и качественного согласия наблюдаемых фактов с этим механизм ом. Всё же в основном идея балансирования между стадиями активации, деза ктивации и самого превращения оказывается верна. Пример 4.1 , илюстрирующий схему Линдемана: Реакция разложения диметилово го эфира 5) О роли газокинетических моделей, из которых вытекают основные воззрен ия химической кинетики и о доводах в её пользу. (Забегаем немного вперед в части представлений об активации химического процесса). Пример 5.1) Реакция разложения дийодэтана C2H4J2 = C2H4+J2 описывается единым уравнением Аррениуса и в газов ой фазе, и в растворе в CCl4. Этот случай наиболее прямое свидетельство в поль зу единой кинетической модели реакции в газе и в жидкости. Распределение Максвелла-Больцмана оказывается в растворе ещё устойчивее, чем в газе, и теория активных соударений оказывается весьма удачной. Причина этого с остоит в особенно эффективном механизме перераспределения энергии при соударениях частиц в жидкой фазе. График температурной зависимости константы скорости этой реакции каче ственно выглядит примерно следую щим образом. Рис. 9. Пример единой аррениусовской зависимости в газовой и жи дкой фазах.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
"Лавровый лист, лавровый лист, ты мне в борще приснись, приснись..." - тоскливо подумал вегетарианец.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Формальная кинетика сложных реакций", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru