Kinetics_problem - Страница 18
2) адсорбция върху повърхността на частиците;
3) дифузия през порестия слой на реакционния продукт към ядрото на частицата (вътрешна дифузия);
4) химическа реакция на повърхността;
5) дифузия над повърхността на порите от ядрото.
Всеки от тези етапи може да бъде ограничаващ.
Основната задача на хетерогенната кинетика е да определи лимитиращия етап на процеса и скоростта на целия процес като цяло.
Скоростта на процеса може да се определи от експерименталните данни чрез изследване на зависимостта на степента на трансформация на веществото от времето на процеса. Реалните химични реакции се усложняват от много странични процеси, което води до известно разсейване на експерименталните точки от аналитичните графики.
Математическата обработка на кинетичните данни може да се извърши по два начина: 1) чисто формално, за да се намери уравнение, което най-добре описва експерименталните данни (параметрите на уравнението в този случай нямат конкретно физическо значение); 2) като определи лимитиращия етап на процеса чрез зависимостта на константата на скоростта от температурата, опишете кинетиката на процеса според известните в литературата кинетични модели (параметрите на уравнението в този случай са свързани с естеството на протичащите процеси).
Оценката на ограничаващия етап на твърдофазната реакция обикновено се извършва от стойностите на енергията на активиране на процеса.
Интервалът от енергии на активиране, в който един от етапите е ограничаващ, се нарича област на реакция.
Ако процесът е ограничен от химическа реакция, тогава се счита, че такава реакция протича в кинетичната област на реакцията. При кинетичен контрол на процеса енергията на активиране е повече от 40 kJ/mol.
Ако най-бавният етап е подаването на реагент към частицата или дифузията в частицатапрез порите - такава реакция протича в дифузионната област на реакцията. При дифузионен контрол на процеса енергията на активиране е по-малка от 10 kJ/mol.