Οι σταθερές ρυθμού μεταδίδουν την ταχύτητα μιας αντίδρασης, ενημερώνοντάς σας για το πόσο γρήγορα ή αργά θα καταναλώνεται ένα συστατικό στην αντίδραση ανά μονάδα όγκου. Όσο υψηλότερη είναι η σταθερά ρυθμού, τόσο πιο γρήγορα θα προχωρήσει η αντίδραση και τόσο πιο γρήγορα καταναλώνεται ένα συγκεκριμένο συστατικό. Οι μονάδες σταθερού ρυθμού είναι η ποσότητα του αντιδρώντος που καταναλώνεται δια του χρόνου και του συνολικού όγκου αντίδρασης. Επειδή υπάρχουν περισσότερα από ένα αντιδραστήρια σε οποιαδήποτε αντίδραση, είναι δυνατόν να υπολογιστούν διαφορετικές σταθερές ρυθμού για την ίδια αντίδραση.
Υπολογίστε τον όγκο στον οποίο λαμβάνει χώρα η αντίδραση. Η αντίδραση καύσης σε αυτό το παράδειγμα λαμβάνει χώρα σε έναν κυλινδρικό πύραυλο μήκους 90 εκατοστών και διαμέτρου 72 εκατοστών. Ο όγκος αυτού του κυλίνδρου ισούται με το Pi επί το τετράγωνο της ακτίνας πολλαπλασιασμένο επί το μήκος, ή 3,14 φορές 1296 τετραγωνικά εκατοστά επί 90 εκατοστά. Ο όγκος ισούται με 366.400 κυβικά εκατοστά ή 0,3664 κυβικά μέτρα.
Υπολογίστε τον ρυθμό κατανάλωσης των αντιδρώντων. Τα αποτελέσματα από το παράδειγμα πειράματος έδειξαν ότι δημιουργήθηκαν 180 κιλά νερού ανά δευτερόλεπτο. Η εξίσωση χημικής αντίδρασης δηλώνει ότι ένα μόριο οξυγόνου, ή δύο άτομα οξυγόνου, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία δύο μορίων νερού. Επομένως μπορούμε να πούμε ότι 180 διαιρούμενοι με 2, ή 90 κιλά μορίων οξυγόνου καταναλώθηκαν ανά δευτερόλεπτο στην αντίδραση. Ένα μόριο υδρογόνου, ή δύο άτομα υδρογόνου, χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός μορίου νερού, έτσι καταναλώθηκαν 180 κιλά μορίων υδρογόνου ανά δευτερόλεπτο.
Υπολογίστε τη σταθερά ρυθμού σε όρους οξυγόνου ανά κυβικό μέτρο διαιρώντας το ρυθμό κατανάλωσης οξυγόνου με τον όγκο της αντίδρασης: 90 kg / s διαιρούμενο με 0,3664 ισούται με 245,6. Επομένως, η σταθερά ρυθμού αυτής της αντίδρασης είναι 245,6 κιλά οξυγόνου ανά δευτερόλεπτο ανά κυβικό μετρητής.
Υπολογίστε τη σταθερά ρυθμού σε όρους υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο διαιρώντας 180 κιλά με 0,3664. Επομένως, η σταθερά ρυθμού αυτής της αντίδρασης είναι 491,3 χιλιόγραμμα υδρογόνου ανά δευτερόλεπτο ανά κυβικό μέτρο. Κάθε σταθερά ρυθμού ισχύει επειδή υπολογίζεται χρησιμοποιώντας διαφορετικό αντιδραστήριο ως βάση.
βιβλιογραφικές αναφορές
- Chemical Reaction Engineering, 3rd ed.; Οκτάβα Λεβενσπιέλ
- Elements of Chemical Reaction Engineering, 4η έκδοση. Η. Σκοτ Φόγκλερ
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Ο Joshua Bush γράφει από το Charlottesville, Va., Από το 2006, ειδικεύεται στην επιστήμη και τον πολιτισμό. Έχει συντάξει διάφορα άρθρα σε επιστημονικά περιοδικά με κριτές στον τομέα της μηχανικής ιστών. Ο Μπους κατέχει διδακτορικό. στη χημική μηχανική από το Texas A&M University.
Φωτογραφικές μονάδες
Photodisc / Photodisc / Getty Images