宏观动力学方程

化学方面的宏观动力学

气液相反应宏观动力学

三、气液相反应宏观动力学方程

1、气液相反应过程

设有二级不可逆气液相反应：

A（气相）＋bB（液相）→C（产物）

气相组分A与液相组分B之间的反应过程，需要经历以下步骤：

气相组分A从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；

气相组分A从气液相界面扩散入液相，并且在液相内进行化学反应； 液相内的反应产物向浓度梯度下降的方向扩散，气相产物则向界面扩散； 气相产物向气相主体扩散。

由于反应过程经历了以上步骤，实际表现出来的反应速率是包括这些传递过程在内的综合反应速率，即宏观动力学。当传递速率远大于化学反应速率时，实际的反应速率就完全取决于后者，这就叫动力学控制；反之，如果化学反应速率很快，而某一步的传递速率很慢，则称为扩散控制。当化学反应速率和传递速率具有相同的数量级时，则二者均对过程速率有显著的影响。

2、气液相反应的基础方程式

对于典型的二级不可逆气液相反应：

A（气相）＋bB（液相）→C（产物）

在液相内离相界面为Z处，取一厚度为dZ，与传质方向垂直的面积为S的微元体积，进行物料平衡，如下图所示。

图 液膜内微元体积物料平衡

当过程达到定态时，对微元体积作A的料物料衡算，有：

扩散入微元体的A的量－扩散出微元体的A的量＝微元体内A的反应量＋微元

体内A的累积量

化学方面的宏观动力学

设DAL为常数，化简上式则有：

同理，对微元体积作组分B的物料衡算可得： 上述二式是二级不可逆气液相反应的基础方程式。各种不同类型的气液相反应有不同的边界条件，因而可得到不同的解。

参考网址：http://doc.guandang.net/jpkc/hx/WLKC/content/ch2/2_3_2_3.htm