Курсовая работа: Исследование кинетики реакции хлорирования бензола

Нахождение вида зависимости концентрации от времени матричным способом.

Матрица Х:

1	6
1	12
1	18
1	24
1	30
1	36
1	48
1	60
Матрица Хт:
1	1	1		1		1		1	1	1
6	12	18		24		65		36	48	60
Матрица Xт·X:
8	234
269	10230
Ковариационная матрица
0,491329	-0,01252
-0,01252	0,000428
Матрица(XтX) 1Xт:
0,416185	0,34104	0,265896		0, 190751		0,1156069		0,0404624	-0,10982659	-0,260115
-0,00996	-0,00739	-0,00482		-0,00225		0,0003211		0,0028902	0,008028259	0,0131663
Матрица коэффициентов полинома В:
0,008006
0,011508

Графический метод.

Экспериментальные данные:

Т, мин	С3 эксп.
6	0,073
12	0,14
18	0,22
24	0,285
30	0,353
36	0,427
48	0,575
60	0,684

Выражение, полученное матричным методом:

Y= 0.008006+0.011508t

Значение начальной скорости: R=0,0115 (моль/(л ч)).

Опыт 9.

Расчет матричным методом.

Матрица Х:

1	4
1	8
1	12
1	16
1	20
1	24
1	32
1	40
Матрица Хт:
1	1	1		1		1		1	1	1
4	8	12		16		65		24	32	40
Матрица Xт·X:
8	156
201	4980
Ковариационная матрица:
0,491329	-0,01879
-0,01879	0,000963
Матрица(Xт·X) 1·Xт:
0,416185	0,34104	0,265896		0, 190751		0,1156069		0,0404624	-0,10982659	-0,260115
-0,01493	-0,01108	-0,00723		-0,00337		0,0004817		0,0043353	0,012042389	0,0197495
Матрица коэффициентов полинома В:
0,011139
0,016717

Уравнение будет выглядеть:

Y=0 .011139+0.016717t

Графический метод.

Экспериментальные данные:

Т, мин	С3 эксп.
4	0,073
8	0,142
12	0, 204
16	0,283
20	0,359
24	0,419
32	0,547
40	0,67

Значение начальной скорости: R=0,0167 (моль/(л ч)).

Определение порядков реакций методом начальных скоростей

Метод заключается в том, что строят графические зависимости LgR0=f(LgC0) или/и R0=f(C0) для опытов, где значения концентраций других компонентов, кроме исследуемого, одинаковы.

Ro	Co1	Co2	LgRo	lgCo1			lgCo2			Ck	LgCk
0,0056	6	0,3	-2,251812	0,7781513			-0,522878			0,1	-1
0,0056	6	0,6	-2,251812	0,7781513			-0,221848			0,1	-1
0,0051	6	0,9	-2,292429	0,7781513			-0,045757			0,1	-1
0,0036	4	0,6	-2,443697	0,60206			-0,221848			0,1	-1
0,0015	2	0,6	-2,823908	0,30103			-0,221848			0,1	-1
0,0115	6	0,6	-1,939302	0,7781513			-0,221848			0,2	-0,69897
0,0167	6	0,6	-1,777283	0,7781513			-0,221848			0,3	-0,522878
Определение порядка реакции по компоненту А1-бензол.
Ro					Co1	Co2		Ck	LgRo			lgCo1
0,0056					6	0,6		0,1	-2,251812			0,7781513
0,0036					4	0,6		0,1	-2,4436975			0,60206
0,0015					2	0,6		0,1	-2,8239087			0,30103

Зависимость LgR0=f(LgC01) Зависимость R0=f(C01)

Порядок по компоненту А1 (бензолу) принимаем равным 1, т. к.1,2 примерно равно 1.

Определение порядка по катализатору.

Ro	Co1	Co2	Ck	LgRo	LgCk
0,0056	6	0,6	0,1	-2, 207608	-1
0,0115	6	0,6	0,2	-1,879426	-0,69897
0,0167	6	0,6	0,3	-1,790485	-0,522878

Зависимость R0=f(Ck) Зависимость LgR0=f(LgCk)

Порядок по катализатору примем равным 1.

Порядок по хлору определять не будем, т. к. его концентрацию поддерживают постоянной. Скорость реакции от него не будет зависеть.

Таким образом, вид кинетического уравнения для нашей реакции выглядит следующим образом:

R= kC1Ck∑

Определение вида кинетической модели интегральным методом

Уравнение реакции: