Cinetica delle trasformazioni in sistemi continui

In un reattore chimico il bilancio materiale di un generico componente deve includere anche un termine che esprime la quantità della sostanza che si trasforma per effetto della reazione chimica stessa.

Poiché la velocità con la quale ha luogo tale trasformazione dipende dalla concentrazione delle specie che prendono parte alla reazione stessa e poiché tali concentrazioni in generale possono differire nei diversi punti di un’apparecchiatura di reazione, è opportuno esprimere il bilancio materiale di un generico componente i rispetto a un elemento di volume dV del sistema reagente.

In condizioni stazionarie si ha:

[componente i entrante nell’unità di tempo] – [componente i uscente nell’unità di tempo] = r · dV

Dove r indica la velocità di reazione, ovvero la velocità con cui il componente in esame si trasforma nell’unità di tempo. Ne consegue che la conoscenza di r costituisce un elemento pregiudiziale per poter impostare il bilancio materiale di un reattore chimico. In generale se si considera una reazione del tipo:

aA + bB + … ⇄ mM + nN + …

la sua velocità di reazione si può esprimere tramite una relazione del tipo seguente:

r = ř ( 1 – CMm CNn/ Keq CAaCBb)    (1)

essendo ř = k CAνA CBνB

k è la costante di velocità di reazione che dipende dalla temperatura secondo l’equazione di Arrhenius:

k = A e-Ea/RT

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Author: Chimicamo

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