Макет страницы
мый порядок выше истинного и для реакций, имеющих порядок выше первого, во внутридиффузионной области наблюдаемый порядок ниже истинного.
Коэффициент диффузии можно считать независящим от температуры, и если константа скорости может быть выражена в форме уравнения Аррениуса, то
т. е. энергия активации во внутридиффузионной области протекания реакции равна половине энергии активации в кинетической области ее протекания. Скорость реакции обратно пропорциональна диаметру частиц катализатора и прямо пропорциональна корню квадратному из его удельной поверхности. Удельная поверхность пористого катализатора обратно пропорциональна диаметру пор. Поэтому, если осуществляется молекулярная диффузия, то скорость реакции пропорциональна диаметру пор в степени —0,5. Если же осуществляется диффузия Кнудсена, то, так как коэффициент диффузии пропорционален диаметру пор, скорость реакции от диаметра пор не зависит.
Если скорость диффузии в порах много больше скорости реакции, то концентрация реагента в порах катализатора не меняется по его глубине и равна концентрации его в объеме. В этом случае поверхность катализатора используется полностью, и скорость реакции в единице объема частицы катализатора даПолн равна:
называемое фактором эффективности, показывает, какая часть катализатора используется при протекании реакции во внутридиффузионной области. Значение ц можно определить и как относительную глубину проникновения реакции в частицу катализатора (считая, что на этой глубине реакция не тормозится диффузией в порах).
Кинетическая область. Если диффузия протекает значительно быстрее реакции, то кинетика процесса определяется механизмом собственно реакции. Если катализатор непористый, то реакция протекает на поверхности катализатора независимо от процесса диффузии. Это случаи протекания реакции во внешней кинетической области. Если скорость процесса определяется скоростью собственно реакции на всей внутренней и внешней поверхности катализатора, то процесс проходит во внутрикинетической области. В первом случае скорость реакции пропорциональна внешней поверхности частиц катализатора (или \/dK), во втором — его удельной поверхности.
Скорость реакции в кинетической области может определяться: а) скоростью адсорбции; б) скоростью реакции на поверхности
^полн — PS&0th'
Отношение
б*
131
