Построить графическую зависимость XA = f(T) в РИС и РИВ для необратимой реакции первого

Построить графическую зависимость XA = f(T) в РИС и РИВ для необратимой реакции первого (Решение → 40786)

Построить графическую зависимость XA = f(T) в РИС и РИВ для необратимой реакции первого порядка за время τ, если в РИС периодического действия за время 600 с при температуре 25 °С достигнута степень превращения ХА1, а при температуре 35 °С – ХА2. Для построения зависимости XA = f(Т) задаваться температурой в диапазоне от 5 до 85 °С с интервалом в 10°С. Исходные данные по варианту:



Построить графическую зависимость XA = f(T) в РИС и РИВ для необратимой реакции первого (Решение → 40786)

Сначала определим константы скорости реакции в РИС по данным времени и конверсии при температурах 25°С и 35°С.
Воспользуемся уравнением:
XA РИС=СA0∙kt∙τ1+kt
1) t = 25°C. T = 273+25=298 K. τ= 580 c. XA1 = 0,55.
0,55=1∙k298∙5801+k298
580∙k298=0,55+0,55∙k298
k298=0,55579,45=9,49∙10-4 (1c)
2) t = 35°C. T = 273+35=308 K. τ= 580 c. XA1 = 0,75.
0,75=1∙k308∙5801+k308
580∙k308=0,75+0,75∙k308
k308=0,75579,25=1,29∙10-3 (1c)
Зная величины констант скоростей при двух температурах значение энергии активации можно рассчитать из уравнения:
lnk2k1=ER∙(1T1-1T2)
ln1,29∙10-39,49∙10-4=E8,31∙(1298-1308)
0,3105=1,31∙10-5∙E
E= 23702,29 (Дж/моль)
Рассчитаем предэкспоненциальный множитель, пользуясь уравнением Аррениуса:
k=k0∙e-E/RT
Для расчета возьмем константу скорости при температуре 35°С:
1,29∙10-3=k0∙e-23702,298,31∙308
1,29∙10-3=9,51∙10-5∙k0
k0=13,56
В логарифмической форме уравнение Аррениуса имеет вид:
lnkt=lnk0-ERT
Подставим полученные значения предэкспоненциального множителя и энергии активации:
lnkt=ln⁡(13,56)-23702,298,31∙T
lnkt=2,607-2852,261T
Пользуясь последним уравнением, рассчитаем значения констант в интервале 5 - 85°С с шагом 10°С
t°C T (K) ln kt kt (1/c)
5 278 -7,65293 4,75E-04
15 288 -7,29668 6,78E-04
25 298 -6,96435 9,45E-04
35 308 -6,65359 1,29E-03
45 318 -6,36237 1,73E-03
55 328 -6,08892 2,27E-03
65 338 -5,83164 2,93E-03
75 348 -5,58915 3,74E-03
85 358 -5,36021 4,70E-03
Затем, подставив значения kt в ниже написанные уравнения получим значения соответствующих конверсий для реакторов РИС и РИВ