ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ВО ВРЕМЕНИ

На основании закона действующих масс скорость изотермической мономолекулярной реакции в каждый момент пропорциональна концен­трации реагента в тот же момент, т. е.

%- = к(СА-х).

В формуле:

С а — начальная концентрация реагирующего вещества;

Х — число молей, прореагировавших в единице объема за время т.

Интегрируя выражение. (5-27), получаем:

1п(Са—х)=—&т + const. (5-28)

Константа интегрирования определяется из уравнения (5-28). При условии т = 0, х=0 получаем:

In CA=const.

Подстановка ее в (5-28) после несложных преобразований дает уравнение для количества образующихся продуктов реакции в виде:

Х=СА( 1-е-*’). (5-29) >

Полученный экспоненциальный закон расходования исходного ве­щества и соответственно образования продукта реакции типичен для

Всех простых реакций, причем чем выше порядок реакции, тем медлен­

Нее происходит образование веществ (рис. 5-4): концентрация продук­тов реакции сначала увеличивается быстро, (за­тем все медленнее, асимптотически стремясь к максимуму в конце процесса.

Скорость реакции в каждый момент опреде­ляется наклоном кривой в соответствующей точ­ке (рис. 5-4). Наклон кривой, а следовательно, и скорость изотермической реакции имеет наи­большее значение в начале реакции, затем уменьшается пропорционально действующей кон­центрации. Аналогично изменяется скорость ре­акций более высокого порядка, с увеличением порядка реакции скорость ее падает, а время превращения соответственно увеличивается.

Обратимые реакции являются сложными ре­акциями. В них одновременно протекает несколько не зависящих друг от друга реакций, каждая из которых подчиняется закону действующих масс. В обратимых реакциях при постоянной температуре наибольшая скорость также соответствует начальному моменту времени и падает по мере протекания реакции вследствие уменьшения концентраций исходных веществ.