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
Синтезы органических соединений на основе оксида углерода
Помимо синтезов органических соединений из СО и Н2
– углеводороды, олефины, в том числе изобутилен с высокими показателями
(селективность > 90%), спирты, в том числе изобутанол с выходом ...
Хроматографическое разделение углеводов
Хроматография (от греч. chroma, родительный падеж chromatos - цвет, краска), физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - не ...
Цинк
Элемент цинк (Zn) в таблице
Менделеева имеет порядковый номер 30. Он находится в четвертом периоде
второй группы. Атомный вес - 65,37. Распределение электронов по слоям 2-8-18-2.
...