Параллельные и последовательные р-ции

Если в-во может реагировать по двум и более направлениям, то в этом случае возможно протекание параллельных р-ций. –dC/dτ = (K₁+ K₂)C_А. где C_А – текущая к-ция компонента А.

∫[C₀; C_А] dC/C = ∫[0;τ] – (K₁+ K₂)dτ → K₁+ K₂ = 1/τ ln(C₀/C_А)

C₀ нач. конц. комп. А. K₁/K₂= C_B/C_D.

Если р-ция протекает через промежут. продукты, кот. расходуются на последуюзих стадиях, то такие р-ции наз. последовательными А→В→D

Пусть в-ва А вступило в р-цию х₀, а превратилось в в-во D y₀. Тогда: C_А = а-х; C_B =х-у; C_D =у.

Тогда скорость по каждому в-ву будет равна:

–d(a-x)/dτ = dx/dτ = K₁(a–x)…...(1)

d(x-y)/dτ = K₁(a-x) – K₂(x–y) …(2)

dy/dτ = K₂(x–y)….(3)

Для этих ур-ний примем следующее: Если р-ция протекает в неск. стадий с образованием пром. стадий то можно считать, что концентрации стационарны, т.е. они не измеряются со временем. Это означает, что величина (x-y) мала, тогде d(x-y)/dτ ≈0. Тогда ур-ние (2) примет вид x–y = K₁/ K₂ (а-х). Подставим сюда из ур-ния (1) а-х = а ехр(-K₁τ), получим: х-у = K₁/ K₂ а ехр(-K₁τ). Подставим это в ур. (3): dy/dτ = K₂·K₁/ K₂ ·а·ехр(-K₁τ). После интегрирования получим: у = а·(1 – ехр(-K₁τ)).

Скорость многостадийного пр-сса с различными скоростями стадий определяется по ск-ти самой медленной стадии.

Гетерогенные реакции. Основные понятия. Законы Фика.

Гетерогенные р-ции – реакции, протекающие между в-вами, находящимися в раздичных фазах. Реакция идет на границе раздела фаз. Гетерогенный пр-сс включает в себя следующие стадии: 1) подвод реагирующих в-в к пов-ти раздела фаз. 2)сама хим. реакция 3)отвод продуктов р-ции из реакционной зоны.

Ск-ть гетерогенного пр-сса определяется отношением пов-ти раздела и объема реагирующих в-в. Пр-ссы передачи в 1-й и 3-й стадиях происходят за счет пр-сса диффузии. Различают внешнюю и внутреннюю диффузии. Внешняя дифф. – подвод компонентов из объема фазы к внешней по-ти раздела фаз (или отвод пр-тов р-ции).

Внутренняя – подвод исходных в-в через слой образовавшихся продуктов р-ции в реакционную зону.

Процессы диффузии описываются законами Фика. Первый з-н Фика определяет суммарный поток частиц, прошедший через пов-ть: П = – DS dCdx, где dCdx – градиент конй-ции в-ва, а D = k Δ²/τ – коэффициент диффузии. Второй з-н Фука описывает изменение конц-ции в пространстве и во времени: D(d²C/dx²) = dC/dt.