Основная часть. 
Каталитическое окисление водорода

Постановка задачи

Целью данной курсовой работы является анализ и исследование влияния давления, температуры и начальной концентрации кислорода на равновесную степень превращения водорода, движущую силу и скорость окисления водорода.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• 1) Провести аналитический обзор.
• 2) Определение начальных концентраций реагентов, температурных зависимостей константы равновесия, константы скорости и скорости реакции.
• 3) Написать программу расчета равновесных параметров и скорости реакции.

Исходные данные

Под исходными данными подразумеваются числовые значения, используемые в дальнейшем расчете и анализе, а именно:

• 1. Концентрации веществ
• 2. Инертное вещество
• 3. Числовые значения энергии активации и др.
• 4. Выражения для констант скорости
• 5. Значение температуры, давления

В данной курсовой работе будет рассмотрено окисление водорода на платиновых проволоках по схеме Лэнгмюра — Хиншельвуда, которыйупоминался ранее. Охарактеризовать его можно следующими уравнениями:

H₂ + () (H₂).

О₂ + () (О₂).

• (H₂) + (О₂) (Н₂О₂) + ()
• (Н₂О₂) + (H₂) 2Н₂О + ()

Таблица 1. Кинетические параметры процесса окисления Н₂

В источнике [2] рассмотрены кинетические параметры окисления водорода на нескольких катализаторах, но для удобства в данной курсовой работе реакция окисления водорода рассчитана только на одном катализаторе.

Кинетическое уравнение для расчета скорости реакции имеет вид:

U = K ,.

где К — значение константы скорости реакции по уравнению Аррениуса,.

— парциальное давление водорода,.

n — порядок реакции по водороду (см. таблицу) Выражение для константы равновесия реакции:

К_а =.

Начальные концентрации:

• 1. Водород — 0,0148
• 2. Кислород — 0,2
• 3. Азот (инерт) — 0.78

Степень превращения по водороду составила 50% (Х_Н2=0,5).

Температура эксперимента — 35 ^оС Давление — 1 атмосфера К большому сожалению, некоторое количество информации найти не удалось. Однако, всю эту недостающую информацию можно было вывести самим.

Неизвестной величиной оказался предэкспоненциальный множитель:

К₀ = ,.

K₁ = K₀ ;

здесь К_1 — константа скорости реакции.