Механизм Элий-Ридила
Механизм Элий-Ридила был предложен в 1943 г. Данный механизм основан на следующих предположениях:
1) Один реагент хемосорбируется;
2) Затем он реагирует со вторым реагентом из газовой фазы (без адсорбции второго реагента) с образованием адсорбированного продукта;
3) Далее продукт десорбируется.
Последовательность стадий соответствует следующим химическим уравнениям:
АГ ßà А*
А* + ВГ ßà С*
С* ßà СГ
Схематично механизм Элий-Ридила изображен на Рисунке 5.7.
Рис. 5.7. Схема механизма Элий-Ридила.
В данном механизме кинетика реакции определяется степенью насыщения поверхности реагентом А и парциальным давлением реагента В в газовой фазе. Исходя из уравнения изотермы Лэнгмюра, получаем:
rЭФ = dPС/dt = kqАPВ = (kKАPАPВ)/(1 + KАPА) (5.22)
Зависимость наблюдаемой скорости реакции от давления А при постоянном давлении В изображена на Рисунке 5.8. Вид зависимости аналогичен виду изотермы адсорбции реагента А, и скорость реакции достигает предельной постоянной величины при высоких значениях PА.
Рис. 5.8. Зависимость наблюдаемой скорости реакции (rЭФ) от парциального давления одного из компонентов для бимолекулярной газофазной реакции, протекающей по механизму Элий-Ридила.
Примеры некоторых промышленно важных реакций, протекающих по механизму Элий-Ридила приведены в таблице 5.4.
Таблица 5.4.
Примеры реакций, протекающих по механизму Элий-Ридила.
Процесс | Катализатор | Уравнение реакции |
Окисление этилена до этиленоксида | Ag | С2Н4 (Г) + 0,5О2* à С2Н4О |
Восстановление СО2 водородом | Ni | СО2(Г) + Н2* à Н2O + СО |
Окисление аммиака | Pt | NН3(Г) + 3/2О2* à N2 + 3Н2O |
Гидрирование циклогексена | Ni | С6Н10 (Г) + Н2* à С6Н12 |
Селективное гидрирование ацетилена | Ni или Fe | С2Н2(Г) + Н2* à С2Н4 |
* - адсорбированный реагент.
Рассмотренные выше два механизма наиболее простые. В литературе описаны сотни более сложных механизмов гетерогенно-каталитических реакций и соответствующие им кинетические уравнения. Таким образом, знание механизма реакции необходимо для вывода кинетического уравнения. А знание кинетики реакции, в свою очередь, необходимо для расчета промышленного реактора.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 450;