Примеры решения задач. Исследовалась кинетика процесса разложения N2O на золотом катализаторе при 900 °С

Пример1.

Исследовалась кинетика процесса разложения N₂O на золотом катализаторе при 900 °С. Получены следующие данные:

р ·10–5, Н/м2	0,267	0,181	0,093	0,059
T,с

Известно, что N₂O слабо сорбируется на Au, а продукты разложения не сорбируются совсем. Нужно рассчитать константу скорости данного процесса.

Решение.

Скорость процесса зависит от степени заполнения катализатора сорбентом:

где b – адсорбционная константа Лэнгмюра.

Для слабой адсорбции исходного вещества (b<< 1 по условию) скорость процесса будет пропорциональна :

, где k = k^’·b.

То есть данная каталитическая реакция является реакцией первого порядка, для которой константа скорости равна:

. Подсчитаем значения констант в различные моменты времени протекания реакции.

=2,16·10^-4с^-1; =2,20·10^-4с^-1;

=2,10·10^-4 с^-1; k_ср =2,15·10^-4 с^-1.

Пример 2.

Исследовалась кинетика процесса разложения SbH₃ на катализаторе из Sb при 25 °С. Давление SbH₃ в реакторе менялось во времени следующим образом:

р 10–2,Н/м2·	1.013	0,740	0,516	0,331	0,191	0,074
t,мин

Считая, что SbH₃ сорбируется на катализаторе умеренно (b =1,824·10^-5 м²/Н), а продукты разложения не сорбируются совсем, рассчитать константу скорости данного процесса.

Решение.

Скорость процесса зависит от степени заполнения катализатора сорбентом:

где b – адсорбционная константа Лэнгмюра.

Для средней адсорбции исходного вещества константа скорости процесса может быть рассчитана по уравнению:

, где .

Подсчитаем значения констант в различные моменты времени протекания реакции.

=0,157 мин^-1; =0,169 мин^-1; =0,160 мин^-1;

=0,167 мин^-1;

=0,156 мин^-1.

k_ср =0,162·мин^-1.