Задачи по химической кинетике

В. Коробов и Е. Хрень – Днепропетровский национальный университет

В.Очков - Московский энергетический институт (ТУ)

Прямые задачи химической кинетики

Кинетический ABC-симулятор

Chemical Kinetics Simulator

• Необратимая реакция первого порядка
• Необратимая реакция второго порядка 2А → Продукты
• Необратимая реакция второго порядка А + В → Продукты
• Реакция нулевого порядка
• Реакция отрицательного первого порядка
• Реакция псевдопервого порядка
• Необратимая реакция третьего порядка 3А → Продукты
• Параллельная реакция первого порядка

· Прием исключения времени как независимой переменной

• Необратимая последовательная реакция первого порядка: две элементарных стадии
• Последовательная реакция A + B → C; C → P
• Последовательная реакция A → P P + B → C
• Обратимая реакция первого порядка
• Последовательная реакция с обратимостью в первой стадии
• Последовательная реакция с обратимостью во второй стадии
• Последовательная реакция с обратимостью в обеих стадиях
• Реакция Белоусова-Жаботинского
• Реакции:

• Обратимые реакции второго порядка:

· Тип 1. A1 + A2 ↔ B1 + B2

· Тип 2. A1 + A2 ↔ 2B

· Тип 3. 2A ↔ B1 + B2

· Тип 4. 2A ↔ 2B

· Тип 5. A1 +A2 ↔ B

· Тип 6. 2A ↔ B

· Тип 7. A ↔ B1 + B2

· Тип 8. A ↔ 2B

• Простейшая автокаталитическая реакция

Обратные задачи химической кинетики:

1. Определение константы скорости линеаризацией экспериментальных данных. Реакция разложения гексафенилэтана в смеси 95% толуола + 5% анилина (необратимая реакция первого порядка)

2. Определение константы скорости линеаризацией экспериментальных данных. Реакция взаимодействия иода с бета-фенилпропионовой кисолотой (необратимая реакция второго порядка при равенстве исходных концентраций реагентов)

3. Определение константы скорости линеаризацией экспериментальных данных. Щелочной гидролиз альфа-бромпропионовой кислоты (необратимая реакция второго порядка при неравенстве исходных концентраций реагентов)

4. Определение константы скорости линеаризацией экспериментальных данных. Реакция образования лактона гамма-оксимасляной кислоты (обратимая реакция первого порядка)

5. Определение кинетических параметров с помощью интерполяции. Реакция омыления диэтиладипината

• Кинетика изомеризации транс-стильбена
• Кинетика последовательного замещения лигандов в комплексах хрома: проблема локальных минимумов
• Кинетика последовательного замещения лигандов в комплексах хрома: расчет констант скоростей с помощью генетического алгоритма
• Решение обратной задачи с помощью блоков Given/Odesolve и Given/Minerr
• Решение обратной задачи с помощью интегратора Rkadapt и блока Given/Minerr
• Решение обратной задачи с помощью интегратора Rkadapt и функции Minimize

Прямые кинетические задачи

• Кинетика реакции A-->B в системе проточных реакторов
• Кинетика нагревания масла в системе трех реакторов

Оптимизация химических процессов
    1. Реакция А->B: оптимизация с использованием простейших моделей
Классические кинетические модели.
    1. Модель Брюсселятор: фазовый портрет и характер особых точек
    2. Модель Лотки-Вольтерра

3.Модель Лотки-Вольтерра с логистической поправкой
    4. Модель Холлинга-Теннера

Приложение (из MAS/MCS Московского энергетического института):

• Справочник термодинамических величин ^new
• Пересчет концентраций
• Растворимость соединений в воде
• Параметры раствора серной кислоты
• Параметры раствора соляной кислоты
• Параметры раствора азотной кислоты
• Параметры раствора KOH
• Параметры раствора NaOH
• Параметры раствора аммиака
• Параметры раствора ортофосфорной кислоты
• Параметры раствора Na₃PO₄
• Плотность и концентрация раствора NaCl
• Удельная электропроводность чистой воды
• Проблема единиц концентрации и ее решение в среде Mathcad
• Справочник термодинамических величин

(28 апреля 2009 г. – далее в разработке)

Создано в Mathcad Application/Calculation Server