Расчет константы скорости реакции k и энергии активации Еа

Из данных по конверсии СО и условий реакции можно вычислить константы скорости реакции k при различных температурах. Константа скорости первого порядка k относительно СО дается [3]:

k (м³г^-1с^-1),.

где F — скорость потока СО (молярный),.

CO — входная молярная концентрация СО,.

W — вес катализатора, г,.

— частичная конверсия СО при определенной температуре.

Пример расчета константы скорости реакции k.

1) Определение молярной скорости потока СО F.

Поток газовой смеси составляет 50 см³мин^-1. В 50 см³ газовой смеси объем V_СО составляет 2,5 см³, поскольку процентное содержание его в смеси равно 5% (V_СО=0,05*50см³ =2,5 см³).

Табличная величина плотности СО _СО =1,25мг/см³=1,25*10^-3г/см³. Зная объем V_СО (2,5 см³) и _СО (1,25*10^-3г/см³), можно найти массу m_СО:

m_СО= V_{СО СО} = ;

далее можно определить количество СО n_СО=m/M:

n_СО=.

Это скорость потока F_СО за одну минуту в объеме 50 см³. т. е. F_СО = 0,11 210^-3 мольмин^-1.

2) Определение входной молярной концентрации СО CO.

Из вышесказанного следует, что в 50 см³ газовой смеси содержится 0,11 210^-3 моль СО, тогда в 1 см³ газовой смеси содержится 2,2410^-6 мольсм^-3 СО — это входная молярная концентрация СО.

3) Масса катализатора m_{MnOx/Ag (0,1М)}=0,2 744 г, x=0,1875 при 423К.

Исходя из всех данных, определяем константу k при Т=423 К:

Значение Е_а реакции окисления СО можно получить из аррениусовских зависимостей lnk от 1/Т Определяют угол наклона б, который является обратным по знаку углу :

tgб=,.

=-tg, Е_а=-R, R=8,31кДжмоль^-1.