Le costanti di velocità trasmettono la velocità di una reazione, facendoti sapere quanto velocemente o lentamente verrà consumato un ingrediente nella reazione per unità di volume. Maggiore è la costante di velocità, più velocemente procederà la reazione e più velocemente verrà consumato un ingrediente specifico. Le unità di una costante di velocità sono la quantità di reagente consumata divisa per il tempo e il volume totale di reazione. Poiché c'è più di un reagente in ogni reazione, è possibile calcolare diverse costanti di velocità per la stessa reazione.
Calcola il volume in cui avviene la reazione. La reazione di combustione in questo esempio avviene in un razzo cilindrico di 90 centimetri di lunghezza e 72 centimetri di diametro. Il volume di questo cilindro è uguale a Pi per il quadrato del raggio moltiplicato per la lunghezza, o 3,14 per 1296 centimetri quadrati per 90 centimetri. Il volume è pari a 366.400 centimetri cubi, o 0,3664 metri cubi.
Calcolare il tasso di consumo dei reagenti. I risultati dell'esperimento di esempio hanno mostrato che sono stati creati 180 chilogrammi di acqua al secondo. L'equazione della reazione chimica afferma che una molecola di ossigeno, o due atomi di ossigeno, viene utilizzata per creare due molecole d'acqua. Quindi possiamo dire che 180 divisi per 2, ovvero 90 chilogrammi di molecole di ossigeno sono stati consumati al secondo nella reazione. Una molecola di idrogeno, o due atomi di idrogeno, vengono utilizzati per creare una molecola d'acqua, quindi vengono consumati 180 chilogrammi di molecole di idrogeno al secondo.
Calcola la costante di velocità in termini di ossigeno per metro cubo dividendo la velocità di consumo di ossigeno per il volume di reazione: 90 kg/s diviso 0,3664 è uguale a 245,6. Pertanto, la costante di velocità di questa reazione è 245,6 chilogrammi di ossigeno al secondo per cubo metro.
Calcola la costante di velocità in termini di idrogeno per metro cubo dividendo 180 chilogrammi per 0,3664. Pertanto, la costante di velocità di questa reazione è 491,3 chilogrammi di idrogeno al secondo per metro cubo. Ogni costante di velocità è valida perché è calcolata utilizzando un reagente diverso come base.
Riferimenti
- Ingegneria delle reazioni chimiche, 3a ed.; Octave Levenspiel
- Elementi di ingegneria delle reazioni chimiche, 4a ed.; h. Scott Fogler
Circa l'autore
Joshua Bush scrive da Charlottesville, in Virginia, dal 2006, specializzandosi in scienza e cultura. È autore di numerosi articoli su riviste scientifiche peer-reviewed nel campo dell'ingegneria dei tessuti. Bush ha conseguito un dottorato di ricerca. in ingegneria chimica presso la Texas A&M University.
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