Химическая кинетика

[ya.n0name2013]

Всем привет!

Я не химик, просто изучаю заданный механизм сложной химической реакции:

H₂O + C → CO + H₂

H₂O + CO → CO₂ + H₂

2CO → CO₂ + C

2H₂O + C → CO₂ + 2H₂

 

Нашёл один маршрут, по нему получил итоговое уравнение:

H₂O + CO = H₂ + CO₂

Но по формуле количество стадий (4 стадии) минус число линейно независимых промежуточных веществ (C и CO) плюс один

P = 4 - 2 + 1 = 3

должно получиться три маршрута.

Один маршрут найден: (1 0 1 0)

H₂O + C → CO + H₂

2CO → CO₂ + C

но два других не могу найти.

Для нахождения использую граф и матрицу инцидентности.

 

Возникли следующие вопросы:

1. корректно ли задан механизм реакции;

2. применима ли здесь формула определения числа маршрутов;

3. возможна ли эта реакция вообще, а если возможна, то как грамотно её обозвать, область применения реакции;

4. правильно ли я выбрал ключевые вещества (С и СО)?

 

Всем заранее спасибо за ответы.

[Гость Ефим]

Всем привет!

Я не химик, просто изучаю заданный механизм сложной химической реакции:

H₂O + C → CO + H₂

H₂O + CO → CO₂ + H₂

2CO → CO₂ + C

2H₂O + C → CO₂ + 2H₂

 

Нашёл один маршрут, по нему получил итоговое уравнение:

H₂O + CO = H₂ + CO₂

Но по формуле количество стадий (4 стадии) минус число линейно независимых промежуточных веществ (C и CO) плюс один

P = 4 - 2 + 1 = 3

должно получиться три маршрута.

Один маршрут найден: (1 0 1 0)

H₂O + C → CO + H₂

2CO → CO₂ + C

но два других не могу найти.

Для нахождения использую граф и матрицу инцидентности.

 

Возникли следующие вопросы:

1. корректно ли задан механизм реакции;

2. применима ли здесь формула определения числа маршрутов;

3. возможна ли эта реакция вообще, а если возможна, то как грамотно её обозвать, область применения реакции;

4. правильно ли я выбрал ключевые вещества (С и СО)?

 

Всем заранее спасибо за ответы.

1. К органической химии это не имеет отношения.

2. Никакого "механизма реакции" здесь нет, есть набор четырёх реакций.

3. Эти четыре реакции задают систему равновесных процессов с участием воды (H2O), углерода (С), окиси углерода (СО) и двуокиси углерода (СО2), выражаемую уравнением

H2O + C <----> H2 + CO + CO2

Эта смесь называется "водяной газ" - широко используемый в технике продукт.

Что Вы хотите вычислить - термодинамику этой системы, или кинетические характеристики отдельных процессов?

При чем тут правило фаз и что за зверь такой - "матрица инцидентности"?

Вы что хотите-то?

[ya.n0name2013]

 

Прошу прощения за то, что разместил не там.

Матрица инцидентности - одна из форм представления графа. Можно разобраться по статье из википедии.

Заданы эти четыре уравнения (по идее это стадии некого механизма).

Необходимо: составить систему кинетических уравнений (изменение концетрации веществ во времени), граф и матрицу инцидентности, получить итоговую формулу.

Я читал немного о водяном газе, но вроде эти уравнения к нему отношения не имеют. Поправьте меня, если не прав.

Изменено 14 Июня, 2013 в 19:28 пользователем ya.n0name2013

[Гость Ефим]

Заданы эти четыре уравнения (по идеи это стадии некого механизма).

Это не стадии, это - параллельные процессы. Вся байда проистекает от их параллельности и обратимости. Я понял, что от Вас требуется. Сочувствую...

Кстати - четвёртое уравнение никуда не годится - это просто формальная комбинация первых двух.

[ya.n0name2013]

Это не стадии, это - параллельные процессы. Вся байда проистекает от их параллельности и обратимости. Я понял, что от Вас требуется. Сочувствую...

Спасибо за сочувствие, я так и думал, что что-то здесь не то. В этом случае имеет ли смысл выписывать и изучать кинетические уравенния?

Может вы что-то другое понимаете под "механизмом реакции"? Чем параллельные процессы отличаются от стадий механизма?

[Гость Ефим]

Спасибо за сочувствие, я так и думал, что что-то здесь не то. В этом случае имеет ли смысл выписывать и изучать кинетические уравенния?

Может вы что-то другое понимаете под "механизмом реакции"? Чем параллельные процессы отличаются от стадий механизма?

В этом есть резон, я "механизм реакции" понимаю в классическом смысле, как органик. Видимо, в данном случае, "механизм" - это элементарные стадии параллельно-разветвлённой реакции.

Я ничем не могу Вам помочь, ибо только от Вас узнал о применении теории графов к таким реакциям (и о существовании "инцидентной матрицы").

Представил себе решение такой задачи через систему кинетических уравнений и уравнений матбаланса (как это приходилось делать) - это кошмар!

Может кто-то на форуме более продвинут в этих делах - подскажут...

[ya.n0name2013]

Ну уж если казанские химики помочь не могут, наверное и правда беда(((

Если вдруг знакомы с профессором Александром Коноваловым, передайте ему большое спасибо за видеолекцию о супрамолекулярных системах :bw:

Изменено 14 Июня, 2013 в 20:29 пользователем ya.n0name2013