Интегральное кинетическое уравнение для расчета константы гетерогенной реакции

Если гетерогенная химическая реакция протекает в кинетической области, то ,если считать, что эта реакция первого порядка (n_k = 1).

При протекании гетерогенной реакции в диффузионной области можно записать, что

; ~ dm_k (4.33)

Согласно первому закону Фика скорость диффузии или изменение числа молей компонента во времени будет рассчитываться по уравнению:

Поделим обе части уравнения на объем реакционной системы – V, тогда:

(4.34)

При условии =1 , удельная скорость диффузии равна коэффициенту диффузии. При произвольных значениях площади поверхности раздела фаз и объема реакционной смеси

(4.35)

С учетом стехиометрического коэффициента k - компонента уравнение примет следующий вид:

(4.36)

В стационарных условиях при равновесии

разделим переменные и проинтегрируем:

при

k определяется, исходя из экспериментального значения константы − k_эксп (4.37)

Определение k_эксп проводят графическим путем, построив график в координатах .

и определяется соотношением площади поверхности раздела фаз и объема реакционной смеси.