![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Исследование гетерогенной каталитической реакции ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
Цель работы: определение константы уравнения Фроста-Баландина и энергии активации реакции дегидратации этилового спирта в присутствии окиси алюминия по скорости образования этилена при различной температуре и скорости подачи спирта.
Порядок выполнения работы. 1.Собирают установку согласно схеме (рис. 1) и проверяют ее герметичность. Включают электропечь(3) в сеть и доводят температуру в реакторе (2) до заданной. За температурой следят по показанию милливольтметра (4), к которому подсоединена термопара; горячий спай термопары вставляется в карман реактора. Регулируют температуру посредством автотрансформатора(5).
1 – бюретка сырьевая; 2 – реактор о AI2О3; 3 – электропечь; 4 – милливольтметр; 5 – автотрансформатор; 6 – колба приемная; 7 – холодильник; 8 – манометр; 9 – трехходовой кран; 10 – бюретка для сбора этилена; 11 – стакан с водой; 12 - секундомер
Рис. 1. Схема установки
2. После установления постоянной температуры заполняют спиртом или раствором спирта бюретку (1) и водой бюретку (10). Затем подают воду в холодильник (7) и начинают опыт. 3. С помощью краника и секундомера устанавливают и поддерживают постоянной скорость подачи спирта из бюретки (1) в реактор (2). Постоянство давления в установке контролируют по манометру (8) и регулируют, меняя скорость выпускания воды из бюретки (10) таким образом, чтобы сохранялось нулевое положение уровня жидкости в манометре. При этом кран (9) должен соединить бюретку с системой, а не с атмосферой. Через каждые 2 минуты записывают уровни жидкостей в бюретках (1) и (10) и температуру. Опыт проводят в течение 10 - 20 минут. 4. Подачу спирта прекращают, вновь заполняют водой бюретку (10) и проводят опыт при других условиях. Всего проводят 3-4 опыта при различных температурах (в диапазоне 300-4000С) и постоянной скорости подачи спирта или при постоянной температуре и различной скорости подачи спирта (соответствующей 1 капле за 1, 2, 3 и т.д. секунд). Экспериментальные данные заносят в таблицу1 № опыта……. Условия опыта…………
Таблица1
Обработка результатов 1. Определяют число молей спирта (nc), прошедшего через реактор в одном опыте:
где m – число мл спирта или водно-спиртовой смеси; d – плотность спирта или водно-спиртовой смеси; B – весовая доля спирта в смеси. 1. Определяют число молей этилена(nэ), выделившегося в одном опыте:
где Ратм. – барометрическое давление, мм рт. ст.; РН2О – упругость паров воды при комнатной температуре (tкомн.); при tкомн.= 20-250С РН2О = 18-24 мм рт. ст. (см. Справочник Мищенко, стр. 64); Vэ – число мл этилена, выделившегося в опыте. 2. Рассчитывают степень превращения спирта (y): у=nэ/nc (3) 3. Определяют объемную скорость подачи спирта (
Где t – продолжительность опыта, мин.; Vк – объем катализатора, мл. Результаты расчета заносят в таблицу 2.
Таблица2
4. На основании экспериментальных данных строят график (рис. 2) в координатах «
где a – постоянная, прямо пропорциональная общей поверхности катализатора и константе скорости поверхностной реакции; β – постоянная, характеризующая адсорбционные коэффициенты вещества.
a
Рис. 2. Графическая зависимость в координатах уравнения Фроста-Баландина
6. По значениям для различных температур Т1 и Т2, 0К вычисляют кажущуюся энергию активации реакции:
Литература 1. Белик В.В. Физическая и коллоидная химия. - М.: Академия, 2006. 2. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А. и др. Основы физической химии. Теория и задачи. – М: Издательство «Экзамен». 2005. 3. Шершавина А.А. Физическая и коллоидная химия. Методы физико-химического анализа: Учебное пособие / А.А. Шершавина.- М.: Новое знание, 2005. 4. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия.-М.: Высш.шк. 2001. 5. Гельфман М.И. Практикум по физической химии. – СПб.: Издательство «Лань». 2004.
|