Жидкофазный процесс, описываемый обратимой реакцией второго порядка A + B = R + S с константами скорости прямой k1 = 22 л/(моль*ч) и обратно...
Условие:
Жидкофазный процесс, описываемый обратимой реакцией второго порядка A + B = R + S с константами скорости прямой k1 = 22 л/(мольч) и обратной k-1 = 2 л/(мольч) реакций проводится в РИС-н объемом 0,5 м3. Потоки веществ А и В подаются в рактор раздельно с равными концентрациями СА,исх = СВ,исх. После взаимного разбавления потоков концентрация СА0 =
Решение:
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать законы сохранения массы и уравнение скорости реакции.
Закон сохранения массы гласит, что сумма масс реагентов должна быть равна сумме масс продуктов реакции. В данном случае, мы можем записать:
C_A,исх * V_исх + C_B,исх * V_исх = C_A0 * V_реактор + C_B0 * V_реактор + C_R * V_реактор + C_S * V_реактор
где C_A,исх и C_B,исх - концентрации реагентов в исходных потоках, V_исх - объем исходных потоков, C_A0 и C_B0 - концентрации реагентов в реакторе, V_реактор - объем реактора, C_R и C_S - концентрации продуктов реакции в реакторе.
Так как в задаче сказано, что потоки веществ А и В подаются в рактор раздельно с равными концентрациями, то C_A,исх = C_B,исх = C_исх.
Также, учитывая, что объем исходных потоков равен объему реактора (V_исх = V_реактор), уравнение можно упростить:
2 * C_исх * V_исх = (C_A0 + C_B0 + C_R + C_S) * V_реактор
Теперь, мы можем выразить концентрацию С_исх через известные данные:
C_исх = (C_A0 + C_B0 + C_R + C_S) * V_реактор / (2 * V_исх)
Подставляя значения из условия задачи (V_реактор = 0,5 м^3, V_исх = V_реактор, C_A0 = C_B0 = C_исх), получаем:
C_исх = (2 * C_исх + C_R + C_S) * 0,5 / 2 * C_исх
Упрощая уравнение, получаем:
1 = (1 + C_R/C_исх + C_S/C_исх) * 0,5
Решая это уравнение относительно C_исх, получаем:
C_исх = 1 / (1 + C_R/C_исх + C_S/C_исх) * 2
Таким образом, концентрация С_исх равна 2/(1 + C_R/C_исх + C_S/C_исх).