11-расм. Т нинг ҳароратга боғлиқлиги.
Ҳарорат коэффициенти маълум бўлганда активланиш энергиясини ҳисоблашда (2.72) тенгламадан фойдаланилади. Бунда ҳарорат коэффициенти доимий эмас, ҳарорат кўтарилиши билан камаяди. А ва В коэффициентлари доимий бўлганда Аррениус формуласини қуйидагича ёзиш мумкин. A lg k B (2.74)
T
Коэффициент Вқlgk0 тажриба йўли билан аниқланади. Коэффициент АқЕ/2,3R эса хисоблаб топилади ёки у ҳам тажрибадан аниқланади. tgқ-Е/2,3R бўлганда активланиш энергияси lgkқf(1/Т) графигининг тажриба натижалари билан аниқланади(12-расм).
12-расм. Тезлик константаси lgk нинг ҳароратга боғлиқлиги.
Жараён тезлигининг ҳароратга таъсири диффузион қатламида кинетик қатламга нисбатан камрок бўлади. Газлар диффузион коэффициентининг ҳароратга таъсири қуйидаги формула билан ҳисоблаб топилади. T
DГ B (2.75)
P
Бу ерда: В-диффузияланаётган моддаларнинг молекуляр массасига боғлиқ бўлган коэффициент; Р-газнинг умумий босими.
-1,5-2,5 соҳаларда ўзгаради. Газлар учун дуффузия коэффициенти 0,11см²/с га тенг. Суюқликларнинг қовушқоқлиги юқори бўлгани учун газларникига нисбатан диффузия секин кечади. Эритмаларнинг диффузия коэффициенти 104105 см2/с, газларники эса 10-4-10 -5см2/с га тенг.
Суюқликлар учун диффузия коэффициенти қуйидаги формула билан топилади. / T
Dc B (2.76)
бу ерда: В/-коэффициент; -эритманинг динамик қовушқоқлик коэффициенти.
Ҳарорат ошганда ковушкоклик камаяди, диффузион коэффициент Dс эса ошади.
Ҳароратни кўтариб, кристаллдаги ва атомларнинг тебраниш амплитудаси ва тезлигини оширсак, диффузия тезлиги кескин ошади. Масалан: 900-1000°С да углероднинг темирга диффузияси бир неча соатда кечади.
(2.71 ва 2.76) тенгламаларга асосан тўғри реакция тезлиги ҳарорат кўтарилиши билан ошиши керак. Лекин ишлаб чиқаришда бир неча сабабларга кўра ҳароратнинг ошиши мақсадга мувофиқ бўлмайди. Ҳамма қайтар, иссиқлик
чиқиши билан борадиган (-Н) жараёнларда ҳароратнинг кўтарилиши натижасида мувозанат константаси камайади. Бунда маҳсулот мувозанатли чиқиши камайади, ҳарорат кўтарилиши жараён кинетикаси унинг термадинамикасига қарши боради. Тўғри жараён тезлигининг ошиши мувозанат билан чегараланади (13-расм). Паст ҳароратда маҳсулот чиқиши (х) тўғри реакция тезлиги (k1) билан аниқланади, ҳарорат кўтарилиши билан ошади. Юқори ҳароратда қайтар жараён тезлиги 2 (k2) 1га нисбатан кўпроқ ошади.
Шунда маҳсулот чиқиши х0, ҳарорат ошиши билан камаяди. Бу жараён учун: , Р, СА0 ,СВ0қconst. (СА0 ,СВ0- маҳсулотни бошланғич концентрацияси) бўлганда tонтга эришилади. tонтда реакция тезлиги энг юқори ва махсулот чиқиши таксимал бўлади.
Экзотермик жараёнларга нисбатан эндотермик жараёнларда ҳароратнинг оширилиши мақсадга мувофиқдир. Чунки ҳарорат оширилганда мувозанат ва тезлик костанталари ошади, лекин бу ҳолатда ҳам маҳсулот чиқиши 13-расмда эгик эгри чизиқ билан кўрсатилган. Бунда ҳароратнинг чексиз кўтарилиши мақсадга мувофиқ эмас. Чунки органик моддалар технологиясида жараёнлар ҳароратсининг оширилавериши асосий реакцияга нисбатан қўшимча реакциянинг кетишига сабаб бўлади. Бу эса маҳсулот чиқишининг камайишига олиб келади (14-расмда эгри чизиқ билан кўрсатилган). Жараёнларнинг оптимал ҳароратси реагентлар табиатига, концентрациясига, бошланғич модданинг маҳсулотга айланиш тезлигига, босимга, аралаштириш интенсивлигига ва қўлланиладиган катализаторларга боғлиқ.
Do'stlaringiz bilan baham: |