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:
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).
Пример 5. Запишем систему для примера 3 и NI = 2:
Используем веса стадий для значений Wj и доли поверхности для поверхностных концентраций, обозначив и
.
Заменим и сгруппируем неизвестные:
Используя метод определителей Крамера, получим и
.
(34)
Уравнение (34) является искомым уравнением скорости реакции по первому маршруту для стехиометрического базиса маршрутов (,
) с учетом материального баланса по катализатору.
Пример 6.
Для примера 4 запишем систему :
При сложении трех уравнений получим:
W1 = W5 W1 = k5[H·][C2H5·] (35)
Поскольку W3 и W4 >> W5 (условие длинных цепей)
W3 = W4+ (36)
Решая систему (25) и (26) относительно [Н·] и [С2Н5·], получим
(37)
Применение условия стационарности стадий (уравнение 19) для вывода кинетических уравнений рассмотрим на примере одномаршрутного механизма гетерогенной каталитической реакции.
Пример 7.
(1)
Смотрите также
Золь-гель метод
Несмотря на недавно
появившуюся волну научного интереса, использование золь-гельных методов для
изготовления стекла и керамики не ново. Слово «золь» согласно Юргенсону и
Страуманису описыва ...
Химия лантаноидов
Судя
по последним публикациям, нынче довольно трудно отметить те стороны жизни, где
бы не находили применение лантаноиды.
На
основе лантаноидов получают многие уникальные материалы, кото ...
Железоуглеродистые сплавы: фазовое и структурное состояние
Железоуглеродистые
сплавы, стали и чугуны в течение целой эпохи являлись основой развития
человеческой цивилизации. И это связано, с одной стороны, с большой
распространенностью железа в зе ...