Стехиометрическая смесь CO и N{2} O пропускается через цилиндрический ( S= const) реактор идеального вытеснения длиной 25 см со скоростью 5 см/с. Начальные концентрации CO и N{2} O равны 10-3 M, а константа скорости реакции CO+N{2} O → CO{2}+N{2} равна

24 октября 2025
Процессы и аппараты

Условие:

Стехиометрическая смесь CO и N{2} O пропускается через цилиндрический ( S= const) реактор идеального вытеснения длиной 25 см со скоростью 5 см/с. Начальные концентрации CO и N{2} O равны 10^-3 M, а константа скорости реакции CO+N{2} O → CO{2}+N{2} равна 0,46 M^-1 c^-1. Реакция проходит только в реакторе. Сколько раз нужно пропустить CO с N{2} O, а затем всю смесь через данный реактор, чтобы концентрации всех компонентов стали одинаковыми?

Решение:

Мы имеем стехиометрическую смесь CO и N₂O, в которой начальные концентрации обоих реагентов равны C₀ = 10⁻³ М. Реакция CO + N₂O → CO₂ + N₂ идёт по второй порядковой кинетике с константой k = 0.46 М⁻¹·с⁻¹. Реактор имеет постоянное сечение, длину L = 25 см, и смесь проходит через него со скоростью v = 5 см/с, следовательно, время пребывания в реакторе (ресидентное время) τ = L/v = 25/5 = 5 с. Мы хотим узнать, сколько раз нужно пропустить всю смесь через реактор, чтобы концентрации всех четырёх компонентов стали равны. Заметим, что при стехиометрической реакции из равных количеств реагентов ...