Система управления и сбора данных может работать в режиме непосредственного управления, когда задание параметров, уставок, команды на переключение кранов, на начало и конец анализа и пр. производятся оператором используя соответствующие окна на экране монитора или в автоматическом режиме под управления заранее составленной программы. Для знакомства с установкой следует посмотреть видеофильм, который состоит из четырёх частей. В первой части вы познакомитесь с принципиальной схемой установки. Во второй части вы увидите как выглядит установка и её элементы, и посмотрите порядок включения установки. В третьей части демонстрируются окна программы HimLab3.exe управляющей установкой и приведена процедура калибровки регулятора расхода газа. В заключительной части показан порядок работы в режиме ручного управления и последовательность операций при проведении эксперимента в автоматическом режиме по программе заданной оператором[1]. В этой же части можно наглядно видеть регистрацию, обработку и сохранение хроматограмм, а также узнать, где хранятся результаты опыта после предварительной обработки и как их можно извлечь.
Проведение измерений.
Измерения проводятся в автоматическом режиме. Программа задаёт и дожидается установления температуры и первого значения скорости потока ИРС. Производится запись хроматограмм ИРС и СПР. Затем программа повторяет процесс при нескольких скоростях потока. Затем попросите преподавателя помочь установить другую температуру. Всё повторяется при другой температуре. Следует наблюдать за работой программы и записывать текущие значения потока и температуры, поскольку одновременно с хроматограммой в файл записывается только округлённое значение скорости потока, но не температура. (То и другое пишется в отдельные файлы, но пока нет подробной инструкции – проще записывать вручную). Рекомендуется также записывать площади пиков, которые рассчитываются после записи каждой хроматограммы.
После завершения работы программы попросите преподавателя или лаборанта показать вам, где можно просмотреть результаты. (Возможно, вы всё уже записали). Фактически необходимо знание только площадей пиков изопропанола до и после реактора при каждой скорости потока.
При протекании реакции изменяется число частиц, но поскольку основным компонентом реакционной смеси является инертный газ, общий объём меняется незначительно. Обработка данных выполняется по той же процедуре, что и для реактора постоянного объёма. Единственное различие состоит в том, что вместо времени следует подставлять время контакта. Поскольку предполагается первый порядок, то для расчёта константы скорости нет необходимости пересчитывать площади пиков изо-пропанола в концентрацию.
Обработка результатов измерений.
Кинетические данные, полученные в реакторе идеального вытеснения, в случае, когда в ходе реакции не меняется число частиц, обрабатываются по тем же формулам, что и данные, полученные в закрытой системе. Например, для реакции первого порядка справедливо соотношение
. (12)
Различие в том, что время t заменяется на время контакта t. Время контакта по определению равно отношению объёма катализатора (мл) к объёмной скорости подачи смеси (мл/с). Казалось бы, в изучаемой реакции число частиц меняется: одна молекула изопропанола распадается на две: пропилен и воду. Действительно, если бы в реактор подавался чистый изопропанол то при обработке данных нужно было бы это учитывать (см. приложение). Но поскольку под числом частиц здесь понимается общее число частиц, включая газ-носитель, а концентрация паров изопропанола мала, то формула (12) всё-таки применима. Для нахождения константы скорости первого порядка интегральным методом необходимо построить зависимость ln(C0/C) от времени контакта. Одновременно можно сделать суждение о порядке реакции. Расчёт энергии активации по трём значениям константы скорости реакции, измеренных при трёх температурах, несложен.
Библиографический список
1. Пармон В. Н. Лекции по химической термодинамике: Учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2004.
2. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К. П. Мищенко, А. А. Равделя. Л.: Химия (любые годы).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.