Определение текущих концентраций веществ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕКУЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВЕЩЕСТВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРЯДКОВ РЕАКЦИИ ПО КОМПОНЕНТАМ

НАХОЖДЕНИЕ ВИДА ЗАВИСИМОСТИ ТЕКУЩИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОТ ВРЕМЕНИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРЯДКОВ РЕАКЦИЙ МЕТОДОМ НАЧАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИНТЕГРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА СТАТИСТИКИ (٭ )

Расчет дисперсии воспроизводимости

Расчет дисперсии неадекватности

Критерий Фишера.

Анализ коэффициентов

Расчет дисперсии остаточной

Подбор подходящего механизма реакции

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Определение текущих концентраций веществ

По закону сохранения вещества:

где аi - стехиометрические коэффициенты соответствующих веществ в уравнении реакции;

Сi - концентрации соответствующих веществ.

Концентрация хлора (С2) поддерживается постоянной, поэтому имеем следующую таблицу значений текущих концентраций бензола (С1) и хлорбензола (С3):

	С02=0,3						С02=0,9
Т, мин	C1, моль/л	С3, моль/л	C1, моль/л	С3, моль/л	C1, моль/л	С3, моль/л	C1, моль/л	С3, моль/л
	C01=6	С03=0		С03=0		С03=0	С01=6	С03=0
12	5,925	0,075	5,927	0,073	5,928	0,072	5,931	0,069
24	5,86	0,14	5,853	0,147	5,859	0,141	5,854	0,146
36	5,79	0,21	5,778	0,222	5,784	0,216	5,798	0, 202
48	5,731	0,269	5,711	0,289	5,726	0,274	5,718	0,282
60	5,643	0,357	5,667	0,333	5,638	0,362	5,662	0,338
72	5,57	0,43	5,566	0,434	5,574	0,426	5,598	0,402
96	5,469	0,531	5,455	0,545	5,46	0,54	5,425	0,575
120	5,344	0,656	5,308	0,692	5,324	0,676	5,31	0,69
	С02=0,6
	С01=6
13	5,921	0,079
26	5,844	0,156
39	5,763	0,237
52	5,699	0,301
65	5,61	0,39
78	5,572	0,428
104	5,425	0,575
130	5,287	0,713
	С02=0,6
	С01=4
20	3,92	0,08
40	3,837	0,163
60	3,76	0,24
80	3,685	0,315
100	3,626	0,374
120	3,565	0,435
160	3,419	0,581
200	3,247	0,753
	С02=0,6
	С01=2
43	1,92	0,08

Продолжение таблицы.

86	1,827	0,173
129	1,766	0,234
172	1,692	0,308
215	1,616	0,384
258	1,557	0,443
344	1,426	0,574
430	1,328	0,672
	С02=0,6
Т, мин	С01=6
6	5,927	0,073
12	5,86	0,14
18	5,78	0,22
24	5,715	0,285
30	5,647	0,353
36	5,573	0,427
48	5,425	0,575
60	5,316	0,684

Определение порядков реакции по компонентам

Для нахождения порядков реакции можно использовать разные методы. Воспользуемся, например, методом начальных скоростей. Для этого необходимо найти начальные скорости. С этой целью проведем статистическую обработку экспериментальных данных для выявления вида зависимости текущих концентраций веществ от времени. Затем, продифференцировав по времени, получим выражение для скорости реакции.

Определение порядков реакций методом начальных скоростей

Метод заключается в том, что строят графические зависимости LgR0=f(LgC0) или/и R0=f(C0) для опытов, где значения концентраций других компонентов, кроме исследуемого, одинаковы.

Ro	Co1	Co2	LgRo	lgCo1			lgCo2			Ck	LgCk
0,0056	6	0,3	-2,251812	0,7781513			-0,522878			0,1	-1
0,0056	6	0,6	-2,251812	0,7781513			-0,221848			0,1	-1
0,0051	6	0,9	-2,292429	0,7781513			-0,045757			0,1	-1
0,0036	4	0,6	-2,443697	0,60206			-0,221848			0,1	-1
0,0015	2	0,6	-2,823908	0,30103			-0,221848			0,1	-1
0,0115	6	0,6	-1,939302	0,7781513			-0,221848			0,2	-0,69897
0,0167	6	0,6	-1,777283	0,7781513			-0,221848			0,3	-0,522878
Определение порядка реакции по компоненту А1-бензол.
Ro					Co1	Co2		Ck	LgRo			lgCo1
0,0056					6	0,6		0,1	-2,251812			0,7781513
0,0036					4	0,6		0,1	-2,4436975			0,60206
0,0015					2	0,6		0,1	-2,8239087			0,30103

Зависимость LgR0=f(LgC01) Зависимость R0=f(C01)

Порядок по компоненту А1 (бензолу) принимаем равным 1, т. к.1,2 примерно равно 1.

Определение порядка по катализатору.

Ro	Co1	Co2	Ck	LgRo	LgCk
0,0056	6	0,6	0,1	-2, 207608	-1
0,0115	6	0,6	0,2	-1,879426	-0,69897
0,0167	6	0,6	0,3	-1,790485	-0,522878

Зависимость R0=f(Ck) Зависимость LgR0=f(LgCk)

Порядок по катализатору примем равным 1.

Порядок по хлору определять не будем, т. к. его концентрацию поддерживают постоянной. Скорость реакции от него не будет зависеть.

Таким образом, вид кинетического уравнения для нашей реакции выглядит следующим образом:

R=kC1Ck∑

Критерий Фишера

F = S2неад / Sy2

Значение критерия Фишера расчетное сравнивают с табличным значением для соответствующих f1 и f2. Если F<Ft, то модель адекватна и производят дальнейший расчет значимости коэффициентов уравнения модели по критерию Стьюдента. Если модель неадекватна, то рассматривают другую модель.

Анализ коэффициентов

Производят оценку точности определения коэффициентов и анализ их значимости.

Дисперсия коэффициентов:

Sbj2= Cji Sy2

где Сji – диагональные элементы ковариационной матрицы.

Критерий Стьюдента:

tj = |bj| / √ Sbj2

Полученное значение критерия сравнивают с некоторым критическим значением, которое находят по таблице для числа степеней свободы f2. Если tj больше критического, то соответствующий коэффициент незначим и может быть исключен из уравнения. После исключения какого-то коэффициента анализ адекватности повторяют.

Расчет дисперсии остаточной

Soc2= (∑∑(yui – ycp) 2) / (nl – m)

Список используемой литературы

1. К.Ю. Одинцов, Л.Г. Брук, О.Н. Темкин, "Статистическая обработка результатов кинетических исследований". – М.: МИТХТ, 2000, 52с.