Влияние концентрации на избирательность.

На практике чаще всего приходится управлять сложными реакциями, к которым относятся обратимые, параллельные и последовательные. В таких реакциях протекает не одна – единственная, а две и более реакций с участием одних и тех же реагирующих веществ.

Влияние концентрации исходных веществ на протекание гомогенных процессов наиболее существенно для параллельных и последовательных реакций с разными порядками основной и побочной реакций.

Рассмотрим параллельные реакции, при которых одно вещество А участвует в двух реакциях, давая различные продукты В и D, причем основная реакция с получением целевого продукта описывается уравнением 2-го порядка, а побочная – уравнением 1 –го порядка:

_{k 1                                                k 1}

 2А----→ В                         А----→ D

В этом случае скорость образования целевого продукта В описывается уравнением: UВ =   = k1 · С²_А= k1 · [С_А,_О· (1 – ХА ) ]²           (11)

Скорость образования побочного продукта D:

U D = dC D/   = k2 · С₂= k2· С_А,_О· (1 – ХА )                                  (12)        

Избирательность, выраженная через соотношение скоростей U _В и U_D

равна:   _{мгн В} = U _В / U _D =( k1 / k2) · С_А,0(1 – ХА ) ;        (13)

Из соотношения (10) видно, что увеличение начальной концентрации вещества А прямо пропорционально повышает избирательность и увеличивает выход продукта В согласно формуле (из предыдущего материала):      Х_А· _{сум В} =  Ф _{B ( A )} ;                                (14)

К аналогичному выводу можно прийти, если проанализировать кинетику последовательных реакций. Например, в случае двух последовательных необратимых реакций, в которых кинетика получения основного продукта В

Описывается уравнением 2 – го порядка , а побочного продукта D описывается уравнением 1 –го порядка, соотношение количеств

В и D растет пропорционально начальной концентрации исходного реагента А. Соответственно увеличивается и избирательность.

 

Методы увеличения концентрации.

Для повышения исходных концентраций реагентов в гомогенных системах применяют следующие методы:

Для газов: сорбция реагентов из смесей с последующей десорбцией в более концентрированном виде, сжатие, сжижение, растворение газов для проведения реакции в растворе.

Для жидкостей: выпаривание, вымораживание, сорбция и последующая десорбция необходимых компонентов в более концентрированном виде, дополнительный ввод реагентов в раствор с последующим растворением твердых или смешением жидких концентратов.

Влияние температуры на скорость процесса, выход продукта и избирательность.

В химической технологии одним из самых распространенных приемов увеличения скорости реакций является нагревание.

Для необратимых гомогенных процессов увеличение скорости реакций с ростом температуры обусловлено только повышением константы скорости реакции. В обратимых процессах изменение температуры влияет на значение движущей силы процесса через изменение константы равновесия и равновесных концентраций реагентов, входящих в состав выражения Δ С.

Для процессов с параллельными и последовательными реакциями увеличение температуры может значительно влиять на избирательность при одновременном ускорении основной и побочных реакций.

---

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 241; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!