Моделирование химико-технологических процессов в производстве неорганических веществ учебное пособие
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ
жүктеу/скачать 4.76 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.1. Классификация реакций
- 4.2. Скорость химической реакции
| 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ
ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ При соответствующих условиях различные вещества могут претерпевать превращения, давая определенные химические соединения. Если превращение совершается путем перегруппировки или перераспределения атомов с образованием новых молекул, то говорят, произошла химическая реакция. Учение о скоростях химических реакций называется химической кинетикой. Знание кинетики открывает возможность осмысленного управления промышленным процессом. Установление кинетических закономерностей является необходимым условием при разработке технологических процессов. Особенно это важно при проектировании химических реакторов методом математического моделирования. Способ выражения скорости химического превращения зависит в значительной степени от типа реакции. Поэтому целесообразно рассмотреть классификацию химических реакций. 4.1. Классификация реакций Химические реакции классифицируются по различным признакам. В химической технологии, вероятно, наиболее применима классификация по числу и типу участвующих фаз. Все реакции можно разделить на две группы: гомогенные и гетерогенные. Реакцию называют гомогенной, если она протекает в одной фазе. Реакция — гетерогенная, если она требует, по крайней мере, двух фаз и протекает на границе раздела фаз. 4.2. Скорость химической реакции Скоростью реакции называется число актов реакции, происходящих за единицу времени в единице объема фазы (в случае гомогенной реакции) или на 28 единице поверхности раздела фаз (в случае гетерогенной реакции). Скорость реакции измеряется изменением числа молей N j одного компонента j реагирующей системы во времени (t): dN j /dt. В соответствии с этим для гомогенной системы скорость реакции записывается следующим образом: (4.1) Если А — продукт реакции, то скорость положительна; если же А — исходный реагент, то скорость отрицательна. Переменными, определяющими протекание гомогенных реакций, являются температура, давление в системе и состав фазы. Таким образом, для скорости образования компонента А можно записать: r A = F(температура, давление, состав). (4.2) Выражение (4.1) может быть преобразовано: (4.3) Часто объем V является постоянной величиной, тогда скорость реакции равна: (4.4) Для гетерогенной системы скорость реакции записывается следующим образом: (4.5) жүктеу/скачать 4.76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|