Рассмотрим подробнее применение закона действия масс для реакций на поверхности. Для описания скорости элементарной стадии используют закон действия поверхностей. Если процесс определяется скоростью реакции двух поверхностных интермедиатов (Аадс + Вадс →, ZA + ZB →, 2ZA →) скорость такой стадии, например,
(27)
запишем через концентрации поверхностных веществ
и
(моль/м2)
моль·м–2·сек–1 (28)
Удельная скорость стадии (на 1 г катализатора)
Возможно вы искали - Реферат: Особенности ориентационного вытягивания профилированных пленок из полипропилена
моль·г–1·сек–1 (29)
где S – удельная поверхность, м2/г.
Выразим величины
и
через относительные концентрации, доли занятой поверхности
![]()
![]()
где
– максимальная концентрация поверхностных центров, занимаемых молекулами А, В или С. Тогда
Похожий материал - Статья: Особенности сорбционных свойств полимер-полимерных композитов, полученных полимеризацией метилметакрилaта в матрице изотактического полипропилена
(30)
Зная насыпную плотность катализатора (G, г/л), можно пересчитать скорость в молях на 1л катализатора в сек. В жидкофазных процессах с твёрдым катализатором обычно используют значения скорости на 1л раствора. Тогда G есть количество грамм тв. катализатора в 1л раствора
R = WG = kΘAΘB, моль·л–1·сек–1, (31)
где
.
Для однородной поверхности скорость реакции легко записать, выразив ΘA и ΘB через концентрации или парциальные давления реагентов А и В. В случае квазиравновесного приближения
Очень интересно - Статья: Особенности течения и структурные переходы в алкиленароматических полиэфирах
(32)
(изотерма Лэнгмюра). Тогда, для стадии (27) получим
(33)
Такой тип уравнений называют уравнениями (или моделью) Лэнгмюра – Хиншельвуда и часто используют для описания кинетики гетерогенного катализа при решении прикладных задач. Кинетику реакций на неоднородных поверхностях рассмотрим в следующем разделе.
Методы вывода кинетических уравнений
Для вывода кинетических уравнений для скоростей по маршрутам и скоростей по веществам можно использовать три метода для стационарных и квазистационарных процессов:
Вам будет интересно - Статья: Особенности формирования полисопряженных структур в процессе термической и окислительной деструкции полиакрилонитрила
Метод Боденштейна;
Условие стационарности стадий Хориути-Темкина;
Методы теории графов (для линейных механизмов).
Метод Боденштейна
удобно использовать, когда мало интермедиатов и много маршрутов. Решив систему уравнений относительно Xi для тех интермедиатов, которые необходимы для определения RP в соответствии с уравнением (19), получим выражение для RP стационарного или квазистационарного процесса. Зная RP, найдем выражение для RN.
Условие стационарности стадий (19) дает нам систему уравнений с S неизвестными (P + NI). Метод удобно использовать, когда много интермедиатов и мало маршрутов (например, P = 1).
Похожий материал - Реферат: Оствальд Фридрих Вильгельм
Пример 5. Запишем систему
для примера 3 и NI = 2:


Используем веса стадий для значений Wj и доли поверхности для поверхностных концентраций, обозначив
и
.
