Kwalifikacja: CHM.06 - Organizacja i kontrolowanie procesów technologicznych w przemyśle chemicznym
Kategorie: Procesy technologiczne Aparatura i urządzenia
Reakcja przedstawiona równaniem 2NO(g) + H2(g) ⇄ N2O(g) + H2O(g) zachodzi zgodnie z równaniem kinetycznym υ = k [NO]2⋅[H2]. Gdy ciśnienie w reaktorze spadnie o połowę, to szybkość reakcji
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Reakcja opisana równaniem 2NO(g) + H2(g) ⇄ N2O(g) + H2O(g) charakteryzuje się kinetyką, w której szybkość reakcji υ jest proporcjonalna do kwadratu stężenia jednego z reagentów (NO) oraz do stężenia drugiego reagentu (H2). Zatem wyrażenie kinetyczne υ = k [NO]²⋅[H2] wskazuje, że szybkość reakcji jest wrażliwa na zmiany stężenia reagentów. Zmiana ciśnienia w układzie gazowym prowadzi do zmiany stężeń reagentów. Przy założeniu, że objętość zbiornika reaguje na zmianę ciśnienia, gdy ciśnienie zmaleje dwukrotnie, stężenia reagentów również zmaleją. W przypadku gazu, stężenie jest bezpośrednio związane z ciśnieniem, co oznacza, że jeśli ciśnienie spada do połowy, to stężenia reagentów (które są w proporcji do ciśnienia) również spadają do połowy. W związku z równaniem kinetycznym, stężenie NO spadnie do 0,5 [NO] a stężenie H2 do 0,5 [H2]. Dlatego szybkość reakcji wyniesie: υ = k (0,5 [NO])² (0,5 [H2]) = k (0,25 [NO]²) (0,5 [H2]) = 0,125 k [NO]² [H2], co oznacza spadek szybkości reakcji ośmiokrotnie. Przykładem tego zjawiska może być reakcja spalania, gdzie zmiany ciśnienia i stężenia reagentów istotnie wpływają na wydajność reakcji i powstawanie produktów. Zrozumienie tych zależności jest kluczowe w inżynierii chemicznej oraz procesach przemysłowych, gdzie optymalizacja warunków reakcji jest niezbędna do osiągnięcia maksymalnej efektywności.