Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.3.Kinetykareakcjichemicznych
7
1.3.Kinetykareakcjichemicznych
Szybkośćreakcji0Dynamikęprocesuchemicznegookreślaszybkośćzachodzą-
cychreakcji.Wtokureakcjinastępująaktyreakcyjne,wktórychcząsteczkisubstratów
zostająprzetworzonewcząsteczkiproduktów.Miarąszybkościreakcjijestliczba
aktówreakcyjnychzachodzącychwjednostceczasuwjednostceobjętościukładu.
Szybkośćreakcjijestwielkościąintensywną,gdyżniezależyodwielkości(objętości)
układu.Jeżeliwobliczeniachstosujesiętakzdefiniowanąszybkośćreakcji,wrachun-
kuwystępujączęstobardzodużeliczby.Dlategowobliczeniachtechnologicznych
stosujesięzwykleszybkośćreakcjizdefiniowanąjakoilośćprzetworzonegosubstratu
lubilośćwytworzonegoproduktu,wjednostceczasuiwjednostceobjętościukła-
du.Wielkośćtęmożnaodnieśćdodowolnegosubstratulubproduktu.Wyrażasięją
wróżnychjednostkach,np.mol
m3·s;
dm3·s;
g
m3·h.
kg
JeżelizapodstawęprzyjmiesięilośćsubstratuAprzetwarzanegowreakcji
1A→1B
tośredniąszybkośćtejreakcjirokreślazależność
r=
Ur
1
·
∆n[A]R
∆τ
[
m3·s]
mol
(1.12)
∆n[A]Rjestilościąsubstratu,któryzostałprzetworzonywczasie∆τ,aUrjestczynną
objętościąreaktora.Takokreślonaśredniaszybkośćreakcjirodnosisiędocałejob-
jętościczynnejreaktoraUridoczasutrwaniaprocesu∆τ.Ponieważszybkośćreakcji
możezmieniaćsięwtokuprocesu,istotneznaczeniemachwilowa,czylirzeczywista
szybkośćreakcji.Jeżelireakcjazachodziwwyodrębnionymukładziezamkniętym,
torzeczywistąszybkośćreakcjimożnaobliczyćjakopochodnąlicznościdowolnie
obranegoreagentawzględemczasudni/dτodniesionądojednostkiobjętościukładu:
r=±
Ur
1
·
dni
dτ
[
m3·s]
mol
(1.13)
Gdydotyczytosubstratu(dni<0),stosujesięznakn1”,ajeśliproduktu(dni>0),
toznakn+”.Takzdefiniowanaszybkośćreakcjirmawartośćdodatnią.
Równaniekinetyczne0Równaniekinetycznewyrażazależnośćszybkościreakcji
odstężeniareagentówitemperatury.Wprzypadkureakcji,którejsubstratamisąAiB,
równaniekinetycznemożemiećpostać:
r=k·ća
A·ćb
B
(1.14)
przyczymćAorazćBsąmolowymistężeniamisubstratów.
Stałaszybkościreakcjikzależyodtemperatury,leczniezależyodstężeniare-
agentów.Sumawykładnikówa+bjestnazywanarzędemreakcji.Równaniekine-
tyczneIrzędu,opisującekinetykęreakcjinieodwracalnej1A→1B,mapostać
r=k·ćA
(1.15)
