Определение константы скорости дегратации изо-пропанола без учёта обратимости реакции

Новосибирский государственный университет

Лабораторная работа

 Дегидратация изо-пропанола на катализаторе 

(реактор идеального вытеснения)

Выполнили:

                                                                                    . 341 гр.

                                                                                    341 гр.

                                                                                                                   Проверил:

                                                                                                           Н

Новосибирск 2006 г.

             Цель работы:

Определение константы скорости дегратации изо-пропанола без учёта обратимости реакции.

            Приборы и оборудование:

Экспериментальная установка: колба со спиртом, термостатированная водяная баня, баллон с гелием, хроматограф, термостат, самописец.

Реакция дегратации изопропанола исследуется в области температур 190-210 ⁰С. При степенях превращения 0-60% реакция приблизительно следует кинетическому закону первого порядка. При высоких степенях превращения становятся заметны отклонения от этого закона, связанные с обратимостью реакции.

Газожидкостная хроматография основана на различной растворимости разделяемых веществ в жидкой неподвижной фазе, находящейся в колонке на поверхности твёрдого порошкообразного носителя. Реактор идеального вытеснения характеризуется тем, что можно пренебречь изменением состава реакционной смеси, проходящей через реактор, за счет перемешивания. Практически можно полагать, что в реакторе идеального вытеснения каждая порция реакционной смеси проходит через реактор, не перемешиваясь.

Превращение изопропанола на катализаторе при не слишком больших степенях превращения описывается кинетическим уравнением первого порядка

[S]=[S]₀ exp(-k₁t)             (1)

где [S]₀-концентрация спирта на входе в реактор [S]-на выходе, k₁-константа скорости , t-время.

Как отмечалось выше, реактор идеального вытеснения (открытая система) с точки зрения описания кинетического процесса эквивалентен статическому реактору (закрытой системе), если под временем t, которое входит в уравнение (1), понимать время контакта t=V/U.

где V-объём катализатора в реакторе  (1.5 мл), U-скорость подачи реакционной смеси в реактор в см³/с.

Легко показать, что

ln(1+[Pr]/[S])=k₁t

откуда можно найти константу скорости реакции «k₁», построив зависимость ln(1+[Pr]/[S]) от t

Экспериментальная часть:

Получена первая серия данных:

из них можно определить константу:

Parameter    Value Error

-----------------------------------------------------------A       -0,8             0,2

Таким образом определятся константа k=1,59 сек-1

Была получена ещё одна серия данных:

После, построения графика методом наименьших квадратов, оказалось, что полученные данные не верны, возможно прибор перестал работать правильно в ходе эксперимента.

Такой картинки быть не может следовательно опыт не удался.

получено значение константы реакции дегидратации изо-пропанола:

При T=190 ⁰Ck=1,59 сек^-1

В результате работы были получены практические навыки обращения с каталитическими установками, появилось представление, о том, что такое каталитическая дегидратация, методах исследования процесса, способах обработки результата, и возможных ошибках которые могут возникать по невыясненным причинам.