Курсовая работа: Исследование кинетики реакции хлорирования бензола
Департамент науки и образования РФ
Московская государственная академия тонкой химической технологии
им. М.В. Ломоносова
Домашняя работа
"Исследование кинетики реакции хлорирования бензола"
Выполнила студентка
группы БМ-54
Климук А.И.
Проверил
проф. Темкин О.Н.
Москва, 2005
СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕКУЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВЕЩЕСТВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРЯДКОВ РЕАКЦИИ ПО КОМПОНЕНТАМ
НАХОЖДЕНИЕ ВИДА ЗАВИСИМОСТИ ТЕКУЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОТ ВРЕМЕНИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРЯДКОВ РЕАКЦИЙ МЕТОДОМ НАЧАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИНТЕГРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА СТАТИСТИКИ (٭ )
Расчет дисперсии воспроизводимости
Расчет дисперсии неадекватности
Критерий Фишера.
Анализ коэффициентов
Расчет дисперсии остаточной
Подбор подходящего механизма реакции
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Определение текущих концентраций веществ
По закону сохранения вещества:
,
где аi - стехиометрические коэффициенты соответствующих веществ в уравнении реакции;
Сi - концентрации соответствующих веществ.
Концентрация хлора (С2) поддерживается постоянной, поэтому имеем следующую таблицу значений текущих концентраций бензола (С1) и хлорбензола (С3):
| С02=0,3 | С02=0,9 | |||||||
| Т, мин | C1, моль/л | С3, моль/л | C1, моль/л | С3, моль/л | C1, моль/л | С3, моль/л | C1, моль/л | С3, моль/л |
| C01=6 | С03=0 | С03=0 | С03=0 | С01=6 | С03=0 | |||
| 12 | 5,925 | 0,075 | 5,927 | 0,073 | 5,928 | 0,072 | 5,931 | 0,069 |
| 24 | 5,86 | 0,14 | 5,853 | 0,147 | 5,859 | 0,141 | 5,854 | 0,146 |
| 36 | 5,79 | 0,21 | 5,778 | 0,222 | 5,784 | 0,216 | 5,798 | 0, 202 |
| 48 | 5,731 | 0,269 | 5,711 | 0,289 | 5,726 | 0,274 | 5,718 | 0,282 |
| 60 | 5,643 | 0,357 | 5,667 | 0,333 | 5,638 | 0,362 | 5,662 | 0,338 |
| 72 | 5,57 | 0,43 | 5,566 | 0,434 | 5,574 | 0,426 | 5,598 | 0,402 |
| 96 | 5,469 | 0,531 | 5,455 | 0,545 | 5,46 | 0,54 | 5,425 | 0,575 |
| 120 | 5,344 | 0,656 | 5,308 | 0,692 | 5,324 | 0,676 | 5,31 | 0,69 |
| С02=0,6 | ||||||||
| С01=6 | ||||||||
| 13 | 5,921 | 0,079 | ||||||
| 26 | 5,844 | 0,156 | ||||||
| 39 | 5,763 | 0,237 | ||||||
| 52 | 5,699 | 0,301 | ||||||
| 65 | 5,61 | 0,39 | ||||||
| 78 | 5,572 | 0,428 | ||||||
| 104 | 5,425 | 0,575 | ||||||
| 130 | 5,287 | 0,713 | ||||||
| С02=0,6 | ||||||||
| С01=4 | ||||||||
| 20 | 3,92 | 0,08 | ||||||
| 40 | 3,837 | 0,163 | ||||||
| 60 | 3,76 | 0,24 | ||||||
| 80 | 3,685 | 0,315 | ||||||
| 100 | 3,626 | 0,374 | ||||||
| 120 | 3,565 | 0,435 | ||||||
| 160 | 3,419 | 0,581 | ||||||
| 200 | 3,247 | 0,753 | ||||||
| С02=0,6 | ||||||||
| С01=2 | ||||||||
| 43 | 1,92 | 0,08 |
Продолжение таблицы.
| 86 | 1,827 | 0,173 |
| 129 | 1,766 | 0,234 |
| 172 | 1,692 | 0,308 |
| 215 | 1,616 | 0,384 |
| 258 | 1,557 | 0,443 |
| 344 | 1,426 | 0,574 |
| 430 | 1,328 | 0,672 |
|
С02=0,6 | ||
| Т, мин | С01=6 | |
| 6 | 5,927 | 0,073 |
| 12 | 5,86 | 0,14 |
| 18 | 5,78 | 0,22 |
| 24 | 5,715 | 0,285 |
| 30 | 5,647 | 0,353 |
| 36 | 5,573 | 0,427 |
| 48 | 5,425 | 0,575 |
| 60 | 5,316 | 0,684 |
Определение порядков реакции по компонентам
Для нахождения порядков реакции можно использовать разные методы. Воспользуемся, например, методом начальных скоростей. Для этого необходимо найти начальные скорости. С этой целью проведем статистическую обработку экспериментальных данных для выявления вида зависимости текущих концентраций веществ от времени. Затем, продифференцировав по времени, получим выражение для скорости реакции.
Нахождение вида зависимости текущих концентраций от времени
Экспериментальные данные по текущим концентрациям приведены для продукта реакции – хлорбензола (С3), поэтому поиск модели будем проводить на их основе.
Рассмотрим первые три опыта, т. к. они отвечают требованию воспроизводимости.
Опишем зависимость концентрации хлорбензола (С3) от времени полиномом 1 степени:
Y= B0+B1t
Матрица Х:
| 1 | 12 |
| 1 | 24 |
| 1 | 36 |
| 1 | 48 |
| 1 | 60 |
| 1 | 72 |
| 1 | 96 |
| 1 | 120 |
Матрица Хт:
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||
| 12 | 24 | 36 | 48 | 60 | 72 | 96 | 120 | |||||||||
|
Ковариационная матрица | ||||||||||||||||
| 0,491329 | -0,00626 | |||||||||||||||
| -0,00626 | 0,000107 | |||||||||||||||
| Матрица(ХтХ) - 1Хт | ||||||||||||||||
| 0,416185 | 0,34104 | 0,265896 | 0, 190751 | 0,1156069 | 0,0404624 | -0,10982659 | -0,2601156 | |||||||||
| -0,00498 | -0,00369 | -0,00241 | -0,00112 | 0,0001606 | 0,0014451 | 0,00401413 | 0,0065832 | |||||||||
Перемножив матрицы (ХтХ) - 1Хт и матрицу средних значений концентраций С3 по повторяющимся опытам, получим значения коэффициентов уравнения полинома.
Матрица В:
| 0,012624 |
| 0,005562 |
| Т, мин | С3(1) | С3(2) | С3(3) | С3средн | C3 расч | |||||
| 12 | 0,075 | 0,073 | 0,072 | 0,073 | 0,079368 | |||||
| 24 | 0,14 | 0,147 | 0,141 | 0,143 | 0,146112 | |||||
| 36 | 0,21 | 0,222 | 0,216 | 0,216 | 0,212856 | |||||
| 48 | 0,269 | 0,289 | 0,274 | 0,277 | 0,2796 | |||||
| 60 | 0,357 | 0,333 | 0,362 | 0,351 | 0,346344 | |||||
| 72 | 0,43 | 0,434 | 0,426 | 0,43 | 0,413088 | |||||
| 96 | 0,531 | 0,545 | 0,54 | 0,539 | 0,546576 | |||||
| 120 | 0,656 | 0,692 | 0,676 | 0,675 | 0,680064 | |||||
|
Дисперсия воспроизводимости: Sy=0.00009925 Дисперсия неадекватности: Sнеад=0,000229 Критерий Фишера: F=2.305 Табличное значение Fт(6, 16) =3,2 F<Fт; модель адекватна. Ошибка определения коэффициентов: | ||||||||||
| 70,35924 | 1,03852 | |||||||||
|
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <-- К-во Просмотров: 241
Бесплатно скачать Курсовая работа: Исследование кинетики реакции хлорирования бензола
| ||||||||||