Лекция 1 Тақырыбы : Химиялық кинетика пәні, химиялық реакция жылдамдығы, оған әсер ететін факторлар
жүктеу/скачать 1,89 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Химиялық кинетиканың негізгі постулаты бойынша, гетерогенді реакцияның жылдамдығы реакцияласатын заттың қатты фаза бетінің
- Ленгмюр жалпы теориясы Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
|
Қарастырылатын сұрақтар: 1. Гетерогенді катализ теориясы. 2. Ленгмюрдің адсорбциялық теориясы. Гетерогенді катализдік реакция күрделі реакцияға жатады. Мұндай реакциялар қатты катализатордың бетінде өтетіндіктен гетерогенді реакциялардың (катализаторсыз) барлық заңдылықтарына бағынады. Катализатор қатты, ал реакцияласатын зат газ күйінде болатын реакцияны қарастырайық. Егер түзілетін өнімдер реакция жылдамдығына әсер етпейді (реакцияны тежемейді) деп есептесек, онда реакцияның жылдамдығын мына теңдеумен өрнектейміз: (1) мұнда - катализатордың беті. Химиялық кинетиканың негізгі постулаты бойынша, гетерогенді реакцияның жылдамдығы реакцияласатын заттың қатты фаза бетінің бірлігіндегі беттік концентрациясына тура пропорционал, ал беттік концентрация беттің ауданына ( ) тура пропорционал, яғни (2) мұнда -жылдамдық константасы. Енді (1) және (2) – теңдеулерді теңестірсек мына теңдеуді аламыз: немесе мұнда Осыдан (3) Бұл (3) – теңдеу газ фазада жүретін гетерогенді катализдік реакцияның жылдамдығының теңдеуі. Сөйтіп, реакцияның жылдамдығы әрекеттесетін заттар адсорбцияланған катализатор бетінің ауданына тура пропорционал болатынын көреміз. Адсорбцияланған бетті әртүрлі әдістермен табуға болады, бірақ ең ыңғайлы әдіс Ленгмюрдің адсорбция теңдеуін қолданып табу. Ленгмюр жалпы теориясы Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті Пәннің оқу – әдістемелік кешені Басылым: бесінші ЕҰУ Ф 703-08-15. ПОӘК. Бесінші басылым Теорияның негізгі қағидалары мынадай: 1. Катализатор бетіндегі активті центрлердің саны шектеулі. 2. Әр активті центрге тек бір молекула адсорбцияланады. 3. Катализатор беті біркелкі және активті центрлердің энергиялары бірдей. 4. Адсорбцияланған молекулалардың бір-біріне әсері жоқ. 5. Адсорбаттың адсорбцияланған молекулалары оның адсорбцияланбаған молекулаларымен динамикалық тепе-теңдікте болады. Адсорбция жылдамдығы: , мұнда - беттің бос (адсорбцияға ұшырамаған) бөлігі; – жүйедегі газдың қысымы. Десорбция жылдамдығы: Тепе-теңдік күйде немесе , сонда (4) Енді теңдеудің алымын да, бөлімін де -ге бөліп, десек (4) – теңдеуден Ленгмюрдің изотерма теңдеуін аламыз: (5) мұнда В-адсорбциялық коэффициент. Ал ( - тепе-теңдік константасы), -ны белгілі теңдеуінен табуға болады. Жоғарыдағы ( ) – теңдеуді талдап, шекті екі жағдайын қарастырайық. 1. Қысымның (Р) аз мөлшерінде және В , сонда ( ) – теңдеу мына түрге келеді: , (6) бұл сызықты адсорбция теңдеуі деп аталады. 2. Қысымның жоғары мәндерінде және В , сонда ( ) – теңдеу: (7) бұл Ленгмюр теңдеуінің асимптотасы. Жылдамдық константасын есептейтін формуланы табайық. Ол үшін теңдеуіне (3-теңдеу) -ның 1) және 2) жағдайлардағы мәндерін қоямыз: 1) адсорбция аз (Р төмен) болған жағдайда: (8) (1-реттіліктің теңдеуі). Қысымды (Р) идеал газдар теңдеуінен табамыз: (9) Сонда , айнымалыларды бөліп жазсақ: |