Особенности кинетики реакций на поверхности гетерогенных катализаторов
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)
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
(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
(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.
Смотрите также
Альтернативная водородная энергетика как элемент школьного раздела химии: "Физико-химические свойства водорода"
Актуальность
выбранной темы обусловлена тем, что вопрос о поиске альтернативных видов
топлива для защиты окружающей среды от негативных воздействий вызывает интерес.
А интерес учащихся к те ...
Биологическая активность меди
Медь (лат. Cuprum) -
химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. По
некоторым археологическим данным - медь была хорошо известна египтянам еще за
4000 лет до ...
Седьмая группа периодической системы.
Из членов данной группы водород был рассмотрен ранее.
Непосредственно следующие за ним элементы — F, Сl, Br и I — носят общее
название галогенов. К ним же следует отнести и элемент № 85 — астат ...