Реферат: Учёт неидеальности растворов в кинетических исследованиях Идеальные и неидеальные поверхности

Рассматривают 2 модели неоднородности – биографическую неоднородность ( на катализаторе до адсорбции есть центры разного сорта) и индуцированную неоднородность, которая возникает в процессе адсорбции вследствие изменений свойств свободных центров и взаимного влияния адсорбированных частиц (латеральное взаимодействие).

Рассмотрим описание кинетики простой двухстадийной реакции на биографически неоднородной поверхности. Если на поверхности имеется несколько сортов центров с долей каждого сорта W_к , но на каждом сорте центров выполняется уравнение Лэнгмюра, получим:

и ,

где – общая доля поверхности, занятая А. Обозначим величину и Распределение центров по величинам x описывается производной:

(35)

j(x) – функция распределения центров по величине x. Величину x называют показателем десорбируемости. Установлено, что изотерме Фрейндлиха отвечает функция j(x) (36)

(36)

а логарифмической изотерме адсорбции – функция j(x) в виде константы

j(x) = const (37)

Количество центров, находящихся в интервале значений от x₀ до x, определяют интегрированием выражения (35)

(38)

(39)

Если скорость лимитирующей стадии

Равна

на центрах одного сорта, то на неоднородной поверхности суммарная скорость

(40)

где величины , а для записи используют уравнение Бренстеда (), связывающее константы скорости стадии с константами её равновесия.

Для механизма (41)

(41)

величина скорости реакции на центрах одного сорта

(42)

Запишем для k_j выражения , и где . После интегрирования получим уравнение

(43)

которое, как легко видеть, сильно отличается от уравнения (42)

В качестве примера кинетики промышленного процесса на неоднородной поверхности приведем знаменитое уравнение синтеза аммиака (М. И. Темкин) на железном катализаторе, которое описывает процесс синтеза NH₃ в очень широком интервале давлений (1 – 70 атм.).

(44)

где m = 0,5 для железного катализатора, k⁺ /k^– = K – константа равновесия итогового уравнения.