Моделирование скорости химической реакции

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
physical chemistry and chemical physics: discussions for professionals
Ответить
Аватара пользователя
fuzzy_l
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июл 08, 2010 1:37 pm

Моделирование скорости химической реакции

Сообщение fuzzy_l » Чт июл 08, 2010 2:00 pm

Меня интересует моделирование реакции гашения извести Cao+H2O->Ca(OH)2+67кДж/моль и примеси MgO+H2O->Mg(OH)2+?кДж/моль

Как я понял это хим. реакции 2-го порядка. Скорость протекания описывается как r=k(a-x)(b-x) здесь k - константа скорости, а и b - начальные концентрации, х - концентрация продукта реакции.
Как я понимаю х здесь функция времени. k функция температуры и скорости перемешивания.

Встаёт вопрос:

Как найти х и k ?
Можно опытным путём. Пара рук из нужного места и доступ в небогатую хим. лабораторию имеется + неограниченные запасы негашёной молотой извести.
может предложите другую формулу по нахождению скорости хим реакции


P.S.
Я не химик, я электроник-программист создаю систему стабилизации технологических параметров при приготовлении газобетонной смеси. Для её создания надо сделать математическую модель тех процесса. Вот так я и влез в химию.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение avor » Чт июл 08, 2010 2:46 pm

НЭа! Не получитца вам так просто сию проблему решить.

И оксиды и гидроксиды магния и кальция в воде малорастворимы. Поэтому их гомогенные концентрации в воде будут маленки маленки и их можно даже не брать в расчет. А реакция будет идти на поверхности раздела фаз и отягощаться тем, что продукты реакции тоже малорастворимы и будут образовывать на поверхности частичек субстрата корку(такие реакции называются топохимическими). Вода же в таких реакциях обычно берется в большом избытке поэтому изменением ее концентрации можно пренебречь и считать ее концентрацию константой.

Таким образом скорость реакции будет опеделяться площадью поверхности субстрата и ,если так можно выразится, внутренней структурой его частичек и глубиной превращения(количеством образующегося продукта)

Может чем пускаться во все тяжкие почитать, что уже людями сделано на эту тему. Журналы там всякие по этой теме.

А так самое нормальное это моделирование на натуре, а прохождение реакции контролировать по тепловому эффекту(контроль температуры в термосе) обе реакции экзотермические.

Аватара пользователя
fuzzy_l
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июл 08, 2010 1:37 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение fuzzy_l » Чт июл 08, 2010 3:34 pm

Я пробовал моделировать процесс проникновения воды в частицу извести (брал из раздела "Процессы, лимитируемые скоростью диффузии"), но напоролся на кучу неизвестных коэффициентов.
Это был верный подход?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение avor » Чт июл 08, 2010 4:11 pm

fuzzy_l писал(а): Это был верный подход?
Верный не знаю, но единственный корректный.

Коэффициенты надо брать либо из статей и литературы. Либо вообще строить чисто эмпирическую модель(ну можно конечно использовать теорию подобия) по натурным испытаниям, где единственно просто измеряемой величиной будет температура реакционной смеси, и то это проблема, потому что коэффициенты диффузии температурозависимы.

Аватара пользователя
Hedgehog
химик ежовый
Сообщения: 13335
Зарегистрирован: Ср янв 19, 2005 7:41 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение Hedgehog » Чт июл 08, 2010 4:45 pm

Вроде что-то похожее на форуме обсуждал amandra, ЕМНИП :roll:
bacco, tabacco e Venere

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение avor » Чт июл 08, 2010 6:57 pm

Hedgehog писал(а):Вроде что-то похожее на форуме обсуждал amandra, ЕМНИП :roll:
Не у amandra исходник растворимы да и продукт вроде тоже. А здесь пенобетон ,блин.

Аватара пользователя
fuzzy_l
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июл 08, 2010 1:37 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение fuzzy_l » Чт июл 08, 2010 9:39 pm

avor писал(а): А здесь пенобетон ,блин.
газосиликат! У нас порообразование за счёт хим реакции (2Al+3Ca(OH)2+6Y2O->3CaO Al2O3 6H2O+3H2), а у них введение пены под давлением в смесь.
если интересно, то вот ссылка на кино по тех процессу: http://video.mail.ru/mail/sla.sh.63rus/51/417.html

Аватара пользователя
fuzzy_l
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июл 08, 2010 1:37 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение fuzzy_l » Чт июл 08, 2010 10:53 pm

В результате моделирования с использованием коэффициента диффузии H2O в Ca(OH)2 взятым с потолка получил такой процесс (рис. ниже). По оси Х - радиус граница раздела CaO и Ca(OH)2 в мм, по Y - скорость в мм/сек
Изображение

Похоже на правду?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение avor » Пт июл 09, 2010 3:42 am

Качественно - типичная картина.

Аватара пользователя
fuzzy_l
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июл 08, 2010 1:37 pm

Re: Моделирование скорости химической реакции

Сообщение fuzzy_l » Сб июл 17, 2010 4:32 pm

Вопрос такой
Я нашёл уравнения Яндера, Гистлинга-Броунштейна, Валенси-Картера.
У кого есть опыт моделирования по ним?

Ещё вопрос:
Где можно найти коэффициент диффузии? Википедия говорит D=D0 exp(-Eq/kT), но откуда взять D0 ?

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 6 гостей