Для нахождения векторов стехиометрических чисел
,т.е. матрицы Г, решается система уравнений
(9)
Для решения системы (9) используем только линейно-независимые столбцы матрицы ВХ
и один вектор из матрицы Г
. Например, для двухмаршрутного каталитического процесса с катализатором М и первым интермедиатом Х1 имеем матрицу ВХ(rank BX
= 2) S = 4 и вектор
.
Получим 2 уравнения:
(10)
Для решения системы двух уравнений с четырьмя неизвестными разделим переменные на независимые, значения которых задаём, и зависимые
. (11)
При таком разделении системы уравнений следует проверить, чтобы определитель левой части D ≠ 0, иначе система не будет иметь решения. Для удобства нахождения значений ν1 и ν2 (при заданных ν3 и ν4), систему (11) приводят к единичному базису (метод Жордано-Гаусса) так, чтобы каждое уравнение слева имело одно неизвестное. Так, сложив уравнения в системе (11), получим ν2 = ν3 + ν4 и система (11) примет вид (12)
(12)
Задавая ν3 = 1 и ν4 = 0, получим ν1 = 1 и ν2 = 1, т.е.
для первого маршрута. При ν3 = 0 и ν4 = 1 ν1 = 0 и ν2 = 1 и
для второго маршрута. При ν3 = 0 и ν4 = 0 все решения будут нулевыми.
Пример 2. Рассмотрим пример нелинейного механизма.
(13)
Здесь одно линейно-независимое промежуточное соединение Х (NI = 1), 2 стадии (S = 2) и один маршрут Р = 2 – 1 = 1. Матрицу стехиометрических коэффициентов интермедиатов ВХ
запишем вектором-строкой
. Поскольку
, умножим вектор-строку
на вектор столбец
. Получим одно уравнение
ν1 – 2ν2 = 0, (14)
которое имеет одно линейно-независимое решение. Задав ν1 = 1, получим ν2 = 0.5. При ν1 = 2 ν2 = 1 и т.д. Если при сложении стадий (1) и (2) (для исключения Х из итогового уравнения) умножим стадии (1) и (2) на наборы
|1 0.5| или
|2 1|, получим итоговые уравнения, соответственно, маршрутов N(1) и N(2):
N(1) А = 1/2 Р
N(2) 2А = Р
Очевидно, что ΔG(Р) (по маршруту N(Р)) определяется уравнением (15)
(15)
В соответствии с уравнением (7) для ΔG(Р) и для ΔGj получаем:
(16)
где
–скорости элементарной стадии в прямом и обратном направлениях.
Для маршрута N(1):
(17)
Для маршрута N(2):
(18)
Обсуждение полученных результатов.
Исходя из результатов синтеза, можно сделать вывод о том, что:
- серная кислота является хорошим катализатором для данной реакции;
-поддерживаемая температура оказалась благоприятной для про ...
Свойства d-элементов 4-го периода.
Цель
работы - изучение химических свойств некоторых переходных металлов и их
соединений.
Металлы
побочных подгрупп, так называемые переходные элементы относятся к d - элементам,
поскольку в их ...
Процесс компаундирования нефтепродуктов
Промышленное
производство
нефтепродуктов состоит из следующих основных этапов: первичная, вторичная
переработка нефти и процессы смешения (компаундирования).
Первичная
переработка
(пря ...