Скорость Реакции

скорость хим. Превращения исходных в-в в продукты р-ции. В случае гомог. Элементарной р-ции vAA + vBB . VVV + vZZ, где VA, VB, vV и VZ -сте-хиометрич. Коэф. Реагентов А и В и продуктов V и Z соотв., в замкнутом постоянном объеме Vреагент А исчезает со скоростью u А = Ч d[А]/dt(t-время), а продукт Z появляется со скоростью uZ = d[Z]/dt. С. Р. Определяется выражением. т. Е. Не зависит от того, по какому реагенту или продукту ее измеряют. Если в ходе р-ции изменяется объем V системы, vизмеряют по изменению концентрации одного из в-в. При постоянном объеме за протеканием р-ции можно следить, измеряя число молей n А прореагировавшего в-ва и определяя глубину протыкания р-ции Dx = Dn А/v А. В этом случае Для сложной р-ции (т.

Е. Состоящей из ряда отдельно не наблюдаемых элементарных стадий) описание С. Р. Исходит из непосредственно определяемых хим. Анализом или к.-л. Другим способом изменений кол-в в-в. Наиб. Просто С. Р., протекающей стационарно, определяют в проточном безградиентном реакторе, в к-ром концентрации в-в и т-ра одинаковы по всему реакц. Пространству (напр., благодаря перемешиванию или рециркуляции). В указанных условиях С. Р. По в-ву В m (m-номер в-ва) определяется выражением uBm = nBm/tV, где nBm -число молей в-ва В m, образовавшегося за время г в реакц. Объеме V, если р-ция гомогенна, или на пов-сти площадью f, если она гетерогенна (если В m- исходное в-во, nBm <. 0). В общем случае С. Р. UBm различна в разных участках пространства и изменяется со временем, для ее определения пользуются соотношением.

Скорости образования (расходования) всех в-в, участвующих в р-ции, взаимосвязаны. Если р-ция описывается одним хим. Ур-нием к-рое представляет собой выражение закона сохранения в-ва (М-общее число реагентов и продуктов), С. Р. По каждому в-ву uBm пропорциональна его стехиометрич. Коэф. Vm (положительному для исходных в-в). uBm=vmu> Одинаковое для всех участвующих в р-ции в-в отношение uBm/vm=u есть, по определению, С. Р. Если стехиометрия р-ции описывается неск. Хим. Ур-ниями, к-рые линейно независимы, т. Е. Любое др. Хим. Ур-ние является их линейной комбинацией, эти ур-ния полностью задают стехиометрию р-ции, их можно считать базисными. Число Qбазисных ур-ний связано с числом М всех в-в в системе и числом снезависимых компонентов, изменения масс к-рых выражают все возможные изменения в составе системы (см.

Многокомпонентные системы) соотношением. Q= М - с. Природой р-ции однозначно определено только число Qбазисных ур-ний, выбор их м. Б. Сделан по-разному (Qследует отличать от числа Pбазисных маршрутов сложной р-ции-понятия, относящегося к механизму, а не к стехиометрии р-ции. Всегда PQ). Пусть р-ция описывается Qбазисными хим. Ур-ниями где -стехиометрич. Коэффициент в-ва В m в ур-нии номер q(положит., отрицат. Или равный нулю). С. Р. Может быть охарактеризована скоростями образования т. Наз. Ключевых в-в B1, B2, ..., BQ, для к-рых определитель, составленный из соответствующих стехиометрич. Коэф., отличен от нуля. Скорости образования всех в-в, участвующих в р-ции,-линейные ф-ции стехиометрич. Коэффициентов . Зная посредством этой системы ур-ний получаем скорости образования остальных (М Ч Q)в-в.

Величины u(q) естественно считать С. Р. По соответствующим хим. Ур-ниям. Но следует при этом учитывать, что они имеют определенное значение лишь применительно ко всей данной совокупности базисных хим. Ур-ний р-ции. Для практич. Целей скорости образования в-в при гетерог. Катализе обычно относят не к единице пов-сти катализатора, а к массе или к объему слоя каталитич. Зерен. Приведенные определения отвечают общепринятому в хим. Кинетике пониманию С. Р. Как интенсивной величины. Иногда, по преимуществу в литературе по хим. Термодинамике, используют предложенное де Донде определение С. Р., согласно к-рому она служит экстенсивной величиной. Для р-ции, описываемой одним хим. Ур-нием, С. Р. Экстенсивную величину V* удобнее называть производительностью (реактора, зерна катализатора, в зависимости от рассматриваемой зоны р-ции).

Тогда С. Р. V-плотность производительности или, в случае гетерог. Р-ции, поверхностная плотность производительности. М. И. Темкин.