Скорость необратимых реакций

В кинетических уравнениях приводятся концентрации и парциальные давления.

Надо подобрать такие параметры, чтобы U была максимальной.

Например реакция без изменения числа молей:

Есть процессы, которые идут близко к равновесным (синтез олеума серной кислоты).

U=f(T,P,X_A)

Рассмотрим данную зависимость для необратимых реакций(три случая).

1.U=f(T) P,X_А (степень превращения по целевому компоненту)-const.

Где и -парциальные давления компонентов А и В.

С ростом температуры возрастает энергия молекул, следовательно суммарная скорость реакции возрастает.

2. U=f(P) T,X_А –const.

Повышение давления эквивалентно увеличению концентрации, следовательно увеличивается суммарная скорость реакции.

3. U=f(X_A) T,P –const.

1. Уменьшается движущая сила, следовательно суммарная скорость падает.
2. С увеличением степени превращения снижаются концентрации действующих реагентов, следовательно суммарная скорость реакции падает.

Пример: P=const

Так как с ростом температуры суммарная скорость возрастает, то следующая кривая будет выше предыдущей.

Рассмотрим данную зависимость для обратимых реакций(три случая).

ν

ДС

Где -коэффициент приведенного количества вещества.

, где ДС-движущая сила обратимой реакции.

ДС- термодинамический параметр, а U-кинетический параметр.

1). U=f(T) P,X_А -const.

a. ∆G⁰>0

Для эндотермической реакции

Причина роста U для эндотермической реакции с ростом температуры заключается в том,что с ростом температуры возрастает движущая сила реакции.

b. ∆G⁰<0

Экзотермическая реакция

С повышением температуры возрастает константа скорости реакции и её рост опережает уменьшение движущей силы реакции, следовательно суммарная скорость реакции возрастает. Этим объясняется наличие экстремума.

2). U=f(P) T,X_А -const.

Рассмотрим три возможных случая.

С повышением давления суммарная скорость реакции возрастает, так как возрастают концентрации реагентов, а затем падает, так как снижается движущая сила химической реакции.

Для реакции, идущей с уменьшением количества газообразных моль, с возрастанием концентраций падает движущая сила и суммарная скорость реакции возрастает.

Скорость возрастает, так как увеличиваются концентрации реагентов.

3). U=f(X_A) T,P -const.

Суммарная скорость реакции определяется уменьшением движущей силы реакции.

С уменьшением движущей силы реакции скорость реакции падает.