Wykłady i zadania obliczeniowe z kinetyki chemicznej
i adsorpcji z elementami katalizy.


autorzy: Wincenty Turek, Zbigniew Uziel
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010
stron: 202
oprawa: miękka
format: B5
ISBN:[zasłonięte]978-8335-702-0


Podręcznik, o znacznie rozbudowanej stronie teoretycznej przeznaczony jest przede wszystkim dla studentów odrabiających ćwiczenia z chemii fizycznej, ale przydatny będzie również do opanowania części wykładów z chemii fizycznej oraz do opanowania wykładów i ćwiczeń fakultatywnych z kinetyki chemicznej, adsorpcji i katalizy. Przy doborze zadań kierowano się wieloletnim doświadczeniem dydaktycznym autorów w prowadzeniu ćwiczeń z chemii fizycznej, opartych na własnych tematach oraz dostępnych w literaturze zbiorach zadań.


SPIS TREŚCI:

PRZEDMOWA 7
ZESTAWIENIE STOSOWANYCH SYMBOLI 9

ROZDZIAŁ 1. KINETYKA CHEMICZNA 15
1.1. Podstawowe pojęcia kinetyki chemicznej 15
1.2. Problemy kinetyki chemicznej 15
1.3. Szybkość reakcji i równanie kinetyczne reakcji chemicznej 16
1.4. Równania kinetyczne prostych reakcji 20
1.4.1. Reakcje rzędu zerowego 22
1.4.2. Reakcje pierwszego rzędu 23
1.4.3. Reakcje drugiego rzędu 24
1.4.4. Reakcje trzeciego rzędu 25
1.4.5. Reakcje rzędu czwartego 26
1.4.6. Reakcje n-tego rzędu 26
1.4.7. Równania kinetyczne prostych reakcji w postaciach ogólnych 28
1.4.8. Wymiar stałej szybkości reakcji 28
1.5. Równania kinetyczne reakcji złożonych 29
1.5.1. Reakcje wyraźnie odwracalne 29
1.5.1.1. Reakcje wyraźnie odwracalne pierwszego rzędu 29
1.5.1.2. Reakcje wyraźnie odwracalne drugiego rzędu 30
1.5.2. Reakcje równoległe (konkurencyjne, równoczesne) 31
1.5.3. Reakcje następcze (konsekutywne) o stosunkowo stabilnych produktach pośrednich 33
1.5.4. Reakcje mieszane (następczo-równoległe) 34
1.6. Wyznaczanie kinetyki reakcji 35
1.6.1. Pomiary kinetyki reakcji w układach zamkniętych 35
1.6.2. Kinetyka reakcji w układach otwartych 36
1.6.2.1. Przepływ tłokowy 36
1.6.2.2. Przepływ z idealnym wymieszaniem reagentów 37
1.7. Wyznaczanie rzędu reakcji 39
1.7.1. Metoda okresu połowicznej przemiany 39
1.7.2. Metoda izolacyjna (nadmiaru) Ostwalda 40
1.7.3. Metoda różnicowa van't Hoffa 41
1.7.4. Metoda całkowa 44
1.7.5. Metoda krzywych uogólnionych 45
1.8. Równoczesne wyznaczanie rzędu i stałej szybkości reakcji 47
1.8.1. Metoda podstawienia 47
1.8.2. Metoda graficzna 48
1.9. Wpływ temperatury na szybkość reakcji 50
1.10. Obliczanie stałej szybkości reakcji na podstawie teorii bezwzględnej
szybkości reakcji 51
1.11. Wyznaczanie stałej szybkości reakcji na podstawie teorii zderzeń aktywnych 54
1.12. Kinetyka jednorodnych reakcji katalitycznych 57
1.13. Kataliza kwasowo-zasadowa 60
1.14. Kinetyka reakcji autokatalitycznych 63
1.15. Kinetyka reakcji katalizowanych enzymami 65
Rozwiązane przykłady 69
Zadania 101
Odpowiedzi 112

ROZDZIAŁ 2. ADSORPCJA 115
2.1. Zjawisko adsorpcji 115
2.2. Zależności opisujące proces adsorpcji 116
2.3. Rodzaje adsorpcji 117
2.4. Przejście cząsteczek zaadsorbowanych od adsorpcji fizycznej do chemicznej 118
2.5. Wyznaczanie stałych równania Langmuira na podstawie izotermy adsorpcji 120
2.6. Wyznaczanie wielkości powierzchni substancji stałych metodą BET 123
2.7. Oznaczanie wielkości powierzchni metodą jednego punktu pomiarowego 124
2.8. Równanie Harkinsa - Jury 125
2.9. Metody obliczania powierzchni siadania cząsteczki 126
2.10. Dobór adsorptywu 129
2.11. Typy izoterm adsorpcji fizycznej 130
2.12. Zjawisko kondensacji kapilarnej 132
2.13. Histereza adsorpcji 134
2.14. Wyznaczanie rozkładu objętości kapilar według ich efektywnych promieni 135
2.15. Metody wyznaczania całkowitej objętości porów 139
2.16. Rozmiary porów 141
2.17. Izotermy chemisorpcji 142
2.18. Ciepło adsorpcji 147
2.18.1. Wyznaczanie ciepła adsorpcji na podstawie liniowych izoterm adsorpcji 149
2.18.2. Wyznaczanie ciepła adsorpcji na podstawie dowolnych izoterm adsorpcji 151
Rozwiązane przykłady 153
Zadania 156
Odpowiedzi 160

ROZDZIAŁ 3. KINETYKA HETEROGENICZNYCH REAKCJI KATALITYCZNYCH 161
3.1. Zależność między adsorpcją a katalizą 161
3.2. Aktywność katalizatora 162
3.3. Selektywne działanie katalizatora 163
3.4. Skład i postać katalizatorów heterogenicznych 164
3.5. Etapy heterogenicznego procesu katalitycznego 167
3.6. Kinetyka reakcji kontaktowych na jednorodnych powierzchniach 168
3.6.1. Jeden substrat bierze udział w reakcji, produkty nie utrudniają biegu reakcji 169
3.6.2. Jeden substrat bierze udział w reakcji, jeden z produktów utrudnia reakcję 170
3.6.3. Reakcja dwóch substratów przebiegająca przy słabej adsorpcji produktów 171
3.6.4. Reakcje przebiegające według mechanizmu Rideala 172
3.7. Kinetyka reakcji wyraźnie odwracalnych 173
3.8. Wyznaczanie kinetyki heterogenicznych reakcji katalitycznych 174
3.9. Szybkość dyfuzji reagentów do granicy rozdziału faz 174
3.10. Obszary przebiegu procesów kontaktowych 177
3.11. Wpływ struktury porowatej na aktywność katalizatorów 182
3.12. Zależność między energiami aktywacji pozorną a rzeczywistą 183
3.13. Wymagania stawiane katalizatorom przemysłowym 185
3.14. Dezaktywowanie się katalizatorów przemysłowych 186
Rozwiązane przykłady 189
Zadania 194
Odpowiedzi 198

BIBLIOGRAFIA 199
TABLICE 200