Если реакция протекает без изменения мольного объема, то

,

(1.7)

где С_А,0, С_А – концентрации исходного вещества А в начале и конце процесса в моль/л, кмоль/м³.

С лайд№7 до далее Слайд№8

Выход продукта – это отношение массы полученного целевого продукта к его массе, которое должно быть получено по стехиометрическому уравнению. Например, для реакции А→R.

,

(1.8)

где f_R – выход целевого продукта; m_R – масса продукта в конце процесса; m_{R , max} – максимально возможное количество продукта R.

Однако в случае, когда m_{R , max} = m _А,0, а m_R = m _А,0 - m _А для необратимых реакций значение f_r имеет:

,

(1.9)

Для обратимых реакций важным понятием понятием является равновесная степень конверсии; для реакции А↔R она описывается уравнением

,

(1.10)

где x_A ^* - равновесная степень конверсии; m _А ^* - масса реагента А в состоянии равновесия.

Для обратимых реакций m_{R , max} = m_R ^*, поэтому:

,

(1.11)

где m_R ^* - масса продукта в состоянии равновесия.

С лайд№8 до далее Слайд№9

Селективностью по продукту S_R называется отношение количества целевого продукта к общему количеству получаемых продуктов. Селективность характеризует процессы, в которых протекают сложные параллельные и последовательные реакции с получением нескольких продуктов, что часто встречается на практике. Например, для реакции:

если целевым является продукт R, то селективность будет выражается в виде

,

(1.12)

где S_R – селективность по продукту R; m_R – масса продукта R, образовавшегося по целевой реакции.

Селективность по направлению  выполняется по мольным количествам (или мольным потокам), например:

,

(1.13)

где n (A → R) – соответствует количеству исходного реагента A, израсходованного на целевую реакцию; n_R – количество, образовавшегося продукта R.  

С лайд№9 до далее Слайд№10

Скорость химической реакции определяется количеством прореагировавшего исходного вещества или продукта реакции в единицу времени в единице объема системы.

 

  Например, скорость реакции А→R выражается уравнением:

(1.14)

или

(1.15)

где r_A и r_R – скорости реакции по реагенту A и R; n_A и n_R – число молей прореагировавшего вещества А и образовавшегося вещества R; τ – время реакции.

Для реальных процессов число молей n_A и n_R может быть отнесено к объему реакционной смеси в реакторе (V _см), к массе (m_kt) или объему (V_kt) катализатора в случае гетерогенно-каталитических процессов.

Если объем системы не изменяется в течение реакции, тогда:

.

(1.16)

Однако скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и температуры. Скорость реакции А→R, первого порядока имеет вид:

,

(1.17)

где k - константа скорости реакции.

С лайд№10 до далее Слайд№11

Подставив в уравнение (1.17) значение C_A = С_А,0 (1-х_А) получим:

.

(1.18)

 

Для реакции второго порядка 2 А→R имеем

(1.19а)

Или

.

(1.19 б)