Главная > Колебательные химические реакции
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

3.5. Реакции на твердых катализаторах

Каталитическое разложение . Первыми работами в области колебательных гетерогенных каталитических систем были работы Хьюго [60, 61], описавшего периодические флуктуации параметров при экзотермическом разложении на катализаторе из оксида меди (II).

Каталитическое окисление СО. В 1972 г. была опубликована работа Хьюго и Якубица [62] (см. также [61]), в которой изложены результаты исследования окисления СО в изотермических условиях на катализаторе, представляющем собой решетку из платиновой проволоки; процесс сопровождался незатухающими колебаниями. В работе был приведен сложный механизм реакции, включающий концентрации активированных молекул и объясняющий наличие концентрационных колебаний, однако дальнейшего развития это исследование не получило.

Рис. 13. Колебания температуры и концентрации [13].

В работе Беша и др. [13] описаны колебания концентрации в процессе реакциш окисления СО (рис. 13).

Механизм реакции. Данные работы Беша [13] послужили основой для предложенмого Эйгенбергером [36] механизма реакции, объясняющего появление колебаний.

где P — ингибитор реакции. основе только кинетических уравнений без учета физических процессов транспорта была создана математическая модель, в дифференциальные уравнения которой в качестве переменных включены концентрации . Решение математической модели представляет собой предельный цикл на плоскости координат .

Эккертом с сотрудниками ощубликована серия статей [33, 34] по окислению оксида угглерода. В первой из них описаны колебания температурил подложки катализатора и концентрации СО в процессе его окисления чистым кислородом на пористом катализаторе типа на осуществляемого в лабюраторном дифференциальном рециркуляционном реакторе. Уравнения баланса в безразмерных величинах имекот вид

Рис. 14. Экспериментально наблюдаемые колебания х и Т [34].

где — число Дамкёлера, Т — безразмерная температура, х — концентрация СО, m — параметр, g — безразмерная энергия активации.

Экспериментально фиксируемые колебания показаны на рис. 14. Дифференциальные уравнения для двухкомпонентной вводимой в реактор смеси записываются как

Модель окисления СО в гомогенной системе

Янгом [118] предложена следующая схема реакции:

На основании схемы реакции предложена система дифференциальных уравнений:

где — концентрации соответственно. Результаты расчета этой модели представляют собой колебания типа предельного цикла, показанного на рис. 15.

Каталитическое окисление водорода. При исследовании каталитического окисления водорода Беляевым [2] было найдено, что продукты реакции являются ее катализаторами, и таким образом обнаружено явление обратной связи. Было установлено несколько стационарных состояний для реакций каталитического окисления водорода на никелевой фольге, а также для реакции взаимодействия водорода с СО, и описаны устойчивые автоколебания скорости окисления водорода на никелевой фольге в изотермических условиях (рис. 16).

В этой же реакции Горак и Жирачек [59] наблюдали три стационарных состояния и показали, что устойчивость этих состояний зависит от отношения объема реактора к концентрации катализатора.

Механизм реакции. Пикиос и Лусс [84] предложили следующую схему механизма реакции:

Рис. 15. Колебания предельного цикла в плоскости х, у [118].

Рис. 16. Экспериментально наблюдаемые колебания [2].

На основе этой схемы были составлены уравнения баланса, анализ которых показал наличие колебаний типа предельного цикла.

Изучая каталитическое окисление водорода, Горак и Жирачек [59] обнаружили каталитическую экзотермическую реакцию между водородом и кислородом. В рециркуляционной петле был использован реактор в виде шарика, внешний резервуар которого мог изменять объем. За счет изменения объема внешнего резервуара при фиксированном количестве катализатора можно было варьировать отношение между теплоемкостью и количеством массы. При изменении объема резервуара авторы смогли зарегистрировать в этой реакции колебательное поведение типа предельного цикла (рис. 17).

Рис. 17. Колебания предельного цикла, полученные как результат влияния объема реактора V на устойчивость стационарных состояний [58].

1
Оглавление
email@scask.ru