Моделирование кинетики гомогенных химических реакций
Методы построения кинетических моделей гомогенных химических реакций. Исследование влияния температуры на выход продуктов и степень превращения. Рекомендации по условиям проведения реакций с целью получения максимального выхода целевых продуктов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.12.2016 |
| Размер файла | 357,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Теоретическая часть
Цель работы
Ознакомиться с методами построения кинетических моделей гомогенных химических реакций.
Построить кинетическую модель заданной химической реакции.
Рассчитать изменение концентраций в ходе химической реакции.
Исследовать влияние температуры на выход продуктов и степень превращения.
Дать рекомендации по условиям проведения реакций с целью получения максимального выхода целевых продуктов.
кинетический химический реакция гомогенный
Кинетика гомогенных химических реакций
Скорость химической реакции есть изменение числа молей реагентов в результате химического взаимодействия в единицу времени в единице объема
,
Одним из основных законов химической кинетики, определяющим количественные закономерности скоростей элементарных реакций, является закон действующих масс.
,
Константа скорости химической реакции является функцией температуры, и зависимость её от температуры выражается законом Аррениуса:
,
Порядок выполнения работы
Составить в соответствии с заданной схемой реакций на основании закона действующих масс кинетическую модель.
Разработать алгоритм расчёта составленной кинетической модели с использованием численного метода Эйлера.
Разработать программу расчета кинетики с учетом температурной зависимости констант скорости гомогенной химической реакции.
Обсудить результаты. Сделать выводы по работе.
Составить отчет.
Практическая часть
Задание №11
к1 к2
А > В - С
к3
Сa0=0,8 моль/л; Cb0=Cc0=0моль/л;
h1=20; K10=0.3; K20=0.25; K30=0.18; E1=10; E2=8; E3=9; T1=393; T2=453; R=8.31;
program lb2;
type mas=array[1..3] of real;
const tempk=10.0; h=1.0; Ca0=0.8; Cb0=0; Cc0=0; K10=0.3; K20=0.25; K30=0.18; E1=10; E2=8; E3=9; T1=393; T2=453; R=8.31; h1=20;
var C, f : mas; i:integer; T, k1, k2, k3, temp:real;
Begin
T:=T1;
while T<=T2 do begin
K1:=k10*exp(-E1/(R*T));
K2:=k20*exp(-E2/(R*T));
K3:=k30*exp(-E3/(R*T));
Writeln ('T=', T:5:2, ' ',
'k1=', k1:5:5, ' ',
'k2=', k2:5:5, ' ',
'k3=', k3:5:5, ' ');
temp:=0; C[1]:=Ca0; C[2]:=Cb0; C[3]:=Cc0;
while temp<=tempk do begin
f[1]:=-k1*C[1];
f[2]:=K1*C[1]-K2*C[2]+K3*c[3];
f[3]:=K2*C[2]-K3*C[3];
for i:=1 to 3 do C[i]:=C[i]+h*f[i];
writeln ('C[1]=', C[1]:5:2, ' ',
'C[2]=', C[2]:5:2, ' ',
'C[3]=', C[3]:5:2, ' ',
'temp=', temp:5:2);
temp:=temp+h; end;
T:=T+h1; end;
End.
Температура 393 К
|
k1=0,29908 |
k2=0,24939 |
k3=0,17950 |
||||
|
Концентрация С1 |
Время |
Концентрация С2 |
Время |
Концентрация С3 |
Время |
|
|
0,56 |
0 |
0,24 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0,39 |
1 |
0,35 |
1 |
0,06 |
1 |
|
|
0,28 |
2 |
0,39 |
2 |
0,14 |
2 |
|
|
0,19 |
3 |
0,4 |
3 |
0,21 |
3 |
|
|
0,14 |
4 |
0,39 |
4 |
0,27 |
4 |
|
|
0,09 |
5 |
0,39 |
5 |
0,32 |
5 |
|
|
0,07 |
6 |
0,37 |
6 |
0,36 |
6 |
|
|
0,05 |
7 |
0,37 |
7 |
0,39 |
7 |
|
|
0,03 |
8 |
0,36 |
8 |
0,41 |
8 |
|
|
0,02 |
9 |
0,35 |
9 |
0,43 |
9 |
|
|
0,02 |
10 |
0,35 |
10 |
0,44 |
10 |
Температура 413 К
|
k1=0.29913 |
k2=0.24942 |
k3=0.17953 |
||||
|
Концентрация С1 |
Время |
Концентрация С2 |
Время |
Концентрация С3 |
Время |
|
|
0.56 |
0 |
0.24 |
0 |
0.00 |
0 |
|
|
0.39 |
1 |
0.35 |
1 |
0.06 |
1 |
|
|
0.28 |
2 |
0.39 |
2 |
0.14 |
2 |
|
|
0.19 |
3 |
0.40 |
3 |
0.21 |
3 |
|
|
0.14 |
4 |
0.39 |
4 |
0.27 |
4 |
|
|
0.09 |
5 |
0.39 |
5 |
0.32 |
5 |
|
|
0.07 |
6 |
0.37 |
6 |
0.36 |
6 |
|
|
0.05 |
7 |
0.37 |
7 |
0.39 |
7 |
|
|
0.03 |
8 |
0.36 |
8 |
0.41 |
8 |
|
|
0.02 |
9 |
0.35 |
9 |
0.43 |
9 |
|
|
0.02 |
10 |
0.35 |
10 |
0.44 |
10 |
Температура T=433.00
|
k1=0.29917 |
k2=0.24944 |
k3=0.17955 |
||||
|
Концентрация С1 |
Время |
Концентрация С2 |
Время |
Концентрация С3 |
Время |
|
|
0.56 |
0 |
0.24 |
0 |
0.00 |
0 |
|
|
0.39 |
1 |
0.35 |
1 |
0.06 |
1 |
|
|
0.28 |
2 |
0.39 |
2 |
0.14 |
2 |
|
|
0.19 |
3 |
0.40 |
3 |
0.21 |
3 |
|
|
0.14 |
4 |
0.39 |
4 |
0.27 |
4 |
|
|
0.09 |
5 |
0.39 |
5 |
0.32 |
5 |
|
|
0.07 |
6 |
0.37 |
6 |
0.36 |
6 |
|
|
0.05 |
7 |
0.37 |
7 |
0.39 |
7 |
|
|
0.03 |
8 |
0.36 |
8 |
0.44 |
8 |
|
|
0.02 |
9 |
0.35 |
9 |
0.43 |
9 |
|
|
0.02 |
10 |
0.35 |
10 |
0.41 |
10 |
Температура 453 К
|
k1=0.29920 |
k2=0.24947 |
k3=0.17957 |
||||
|
Концентрация С1 |
Время |
Концентрация С2 |
Время |
Концентрация С3 |
Время |
|
|
0.56 |
0 |
0.24 |
0 |
0.00 |
0 |
|
|
0.39 |
1 |
0.35 |
1 |
0.06 |
1 |
|
|
0.28 |
2 |
0.39 |
2 |
0.14 |
2 |
|
|
0.19 |
3 |
0.40 |
3 |
0.21 |
3 |
|
|
0.14 |
4 |
0.39 |
4 |
0.27 |
4 |
|
|
0.09 |
5 |
0.39 |
5 |
0.32 |
5 |
|
|
0.07 |
6 |
0.37 |
6 |
0.36 |
6 |
|
|
0.05 |
7 |
0.37 |
7 |
0.39 |
7 |
|
|
0.02 |
8 |
0.35 |
8 |
0.41 |
8 |
|
|
0.02 |
9 |
0.35 |
9 |
0.44 |
9 |
|
|
0.03 |
10 |
0.36 |
10 |
0.43 |
10 |
Вывод
В ходе лабораторной работы, составили кинетические модели гомогенной химической реакции; построили кинетическую модель химической гомогенной реакции; рассчитали концентрации реагирующего, промежуточных веществ и продукта реакции при различных температурах и времени протекания реакции. Построили зависимости изменения концентрации от времени, при увеличении времени протекания реакции концентрация исходного вещества уменьшается, промежуточных веществ увеличиваются, а концентрация продукта реакции - возрастает. Рекомендации по условиям проведения химической реакции с целью получения максимального выхода целевого продукта С: температура 393 К и время 10 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Методы построения кинетических моделей гомогенных химических реакций. Расчет изменения концентраций в ходе химической реакции. Сравнительный анализ численных методов Эйлера и Рунге-Кутта. Влияние температуры на выход продуктов и степень превращения.
контрольная работа [242,5 K], добавлен 12.05.2015Понятие и расчет скорости химических реакций, ее научное и практическое значение и применение. Формулировка закона действующих масс. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Примеры реакций, протекающих в гомогенных и гетерогенных системах.
презентация [1,6 M], добавлен 30.04.2012Основные понятия и законы химической кинетики. Кинетическая классификация простых гомогенных химических реакций. Способы определения порядка реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций. Сущность процесса катализа, сферы его использования.
реферат [48,6 K], добавлен 16.11.2009Рассмотрение превращения энергии (выделение, поглощение), тепловых эффектов, скорости протекания химических гомогенных и гетерогенных реакций. Определение зависимости скорости взаимодействия веществ (молекул, ионов) от их концентрации и температуры.
реферат [26,7 K], добавлен 27.02.2010Определение содержания химической кинетики и понятие скорости реакции. Доказательство закона действующих масс и анализ факторов, влияющих на скорость химических реакций. Измерение общей энергии активации гомогенных и гетерогенных реакций, их обратимость.
презентация [100,2 K], добавлен 11.08.2013Химическая кинетика – наука о скоростях химических реакций. Открытие новой области физической химии, элементарного акта, названной "фемтохимия". Три типа математических моделей (математического описания) сложных процессов. Детерминированные модели.
реферат [74,3 K], добавлен 27.01.2009Термодинамика и кинетика сложных химических реакций. Фазовые превращения в двухкомпонентной системе "BaO-TiO2". Классификация химических реакций. Диаграммы состояния двухкомпонентных равновесных систем. Методы Вант Гоффа и подбора кинетического уравнения.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.05.2014Тепловые эффекты химических реакций, а также основные факторы, влияющие на их динамику. Закон Гесса: понятие и содержание, сферы практического применения. Энтропия системы и анализ уравнения Больцмана. Направления химических реакций и энергия Гиббса.
лекция [34,1 K], добавлен 13.02.2015Основные условия процесса превращения одного или нескольких исходных веществ в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества. Протекание химических реакций при смешении или физическом контакте реагентов и участии катализаторов.
презентация [693,8 K], добавлен 08.08.2015Химическая реакция как превращение вещества, сопровождающееся изменением его состава и (или) строения. Признаки химических реакций и условия их протекания. Классификация химических реакций по различным признакам и формы их записи в виде уравнений.
реферат [68,7 K], добавлен 25.07.2010
