Зависимость скорости химической реакции от различных факторов

Подставим уравнение Аррениуса в формулу 10.1. В результате получим:

(10.3)

где k ₀ – пред экспоненциальный множитель (константа);

E – энергия активации, кДж/к моль;

R – газовая постоянная, кДж/(к моль· К);

Т – абсолютная температура, К;

С – концентрация реагирующих веществ.

На величину скорости реакции (уравнение 10.3) влияют следующие факторы: природа реагирующих веществ, температура, концентрация, давление и катализаторы.

Зависимость от природы реагирующих веществ проявляется через величину энергии активации. Чем больше , тем меньше . И наоборот, чем меньше , тем больше величина .

На величину существенное влияние оказывает температура. Повышение температуры примерно на 10 градусов приводит к увеличению W в два раза. Для метановоздушных смесей повышение абсолютной температуры в два раза приводит к увеличению скорости горения в 5· 10⁸ раза.

Из уравнения 10.3 видно, что с повышением концентрации возрастает. Однако в газоиспользующие приборы и установки газ подается непрерывно, поэтому величина остается постоянной.

С повышением давления возрастает, т.к. при сжатии газов возрастает концентрация. В большинстве случаев сжигание газового топлива производится при атмосферном давлении, поэтому влияние давления на величину W не проявляется. В случае сжигания газового и жидкого топлива в двигателях влияние давления существенно.

Катализаторы ускоряют протекание реакций. Как правило, для ускорения реакций горения используются металлы и их оксиды переходных периодов системы Д.И. Менделеева: хром, марганец, железо, кобальт, родий, осмий, платина и другие. Горение газов протекает достаточно быстро, поэтому при гомогенном горении катализаторы используются редко. В противоположность катализаторам есть вещества замедляющие протекание реакций – это ингибиторы.