Misol
Toluolning girokrekingi murakkab geterogen kimyoviy reaksiyani
qaraymiz.
Kimyoviy reaksiyaning mexanizmi:
1.
→
←
2.
3.
→
←
bunda
katalizator sirtidagi faol markazlar;
va boshqalar
adsorbirlangan oraliq mahsulotlar.
Sirt ta‟siri qonuni bo„yicha reaksiyaning elementar bosqichlari
uchun reaksiya tezligini yozamiz:
Ushbu kimyoviy jarayonning matematik modeli kuzatilayotgan
moddalar va oraliq birikmalar konsentratsiyalarining vaqt bo„yicha
o„zgarishini ifodalovchi differensial tenglamalar sistemasidan iborat,
ya‟ni:
94
(5.22) differensial tenglamalar sistemasini yechishda Eyler va
Range-Kuttilarning sonli usullaridan foydalanish mumkin.
5.4. Geterogen kimyoviy reaksiyalarning kinetik
modellarni tuzish usullari
Langmuir nazariyasi elementlariga asoslangan usul
Langmuir usuliga asoslangan geterogen kimyoviy reaksiyaning
kinetik modelini tuzish algoritmi quyidagicha.
1.
Geterogen kimyoviy reaksiyaning mexanizmi elementar bosqichlar
to„plami shaklida qayd etiladi.
2.
Elementar bosqichlarning reaksiya tezliklarining ifodalari ta‟sir
etuvchi sirtlar qonuni asosida qayd etiladi.
3.
Limitlovchi bosqich aniqlanadi. Boshqa barcha bosqichlar tez
boradi va muvozanatda bo„ladi.
4.
Muvozanat bosqichlari uchun to„g„ri va teskari yo„nalishlardagi
tezliklar tenglashtiriladi va oraliq birikmalarning konsentratsiyalari
limitlovchi bosqichda ishtirok etadigan oraliq birikmalarning
konsentratsiyalari va kuzatilgan moddalarning konsentratsiyalari
orqali ifodalanadi.
5.
Algebraik tenglamalar sistemasini yechish natijasida limitlovchi
bosqichning tezlik tenglamasiga kiritilgan oraliq birikma
konsentratsiyasi uchun ifodalar kuzatilayotgan moddalarning
konsentratsiyalari va elementar bosqichlarning tezlik konstantalari
orqali ifodalanadi.
6.
Bu holda normallashtirish tenglamasidan foydalaniladi, unda
katalizator sirtidagi faol markazlar soni qaysi biriga va katalizator
sirtining oraliq birikmalar va erkin markazlar egallagan ulushlari
yig„indisiga teng deb faraz qilinadi.
95
Limitlovchi bosqich bo„yicha geterogen kimyoviy reaksiya
tezligining ifodasi qayd etiladi.
Misol.
Quyidagi geterogen kimyoviy reaksiya uchun tezlik
ifodasining keltirib chiqarishni ko„rib chiqamiz:
1.
→
←
2.
→
3.
→
←
Sirt ta‟siri qonuni bo„yicha elementar bosqichlar tezliklarini
yozamiz:
Ikkinchi bosqichni limitlovchi sifatida qabul qilamiz va sirt ta‟siri
qonuniga ko„ra reaksiya tezligi ifodasini yozamiz:
Ushbu ifodada oraliq mahsulot konsentratsiyasi
ni
kuzatiladigan komponentlar konsentratsiyasi orqali ifodalashimiz kerak.
Qolgan barcha bosqichlar
tez boruvchi
va
muvozanatda
deb
hisoblanadi. Bu holda to„g„ri reaksiya tezligi teskari reaksiya tezligiga
teng bo„ladi, ya‟ni:
}
ni ifodalaymiz:
Normalashtirish tenglamasini yozamiz:
va
(5.79) algebraik tenglamalar sistemasini
ga nisbatan yechamiz:
(
)
96
(
)
Do'stlaringiz bilan baham: |