Оценка воспроизводимости результатов кинетического эксперимента

Уравнения для описания скоростей протекания реакций

Кинетические исследования химических реакций

Чтобы математически описать процесс, существует несколько путей:

Первый путь – это вывод математического уравнения регрессии, то есть зависимости результатов процесса от параметров процесса.

y = a ₀ x ₀ + a ₁ x ₁ + a ₂ x ₂ …

Такие уравнения очень хорошо описывают для данной системы взаимосвязь типа «структура – свойство». Но у приведенного выше метода имеется ряд ограничений:

· Мало пригоден для выявления пространственно-временных зависимостей.

· У всех коэффициентов a_i отсутствует физический смысл.

· Часто экстраполирование за пределами варьируемых параметров x_i неточное.

· Полученные уравнения часто применимы только для той установки, на которой проводятся исследования.

Регрессионные уравнения широкого применения не нашли.

Поэтому используют второй путь – кинетический метод, который имеет строгое научное обоснование, позволяет количественно исследовать ход реакции, рассчитать реакционную способность веществ, рассчитать процессы в химическом реакторе и оптимизировать их.

Проведение кинетических экспериментов осуществляется на экспериментальной установке. Сначала необходимо: предложить реакционный аппарат для проведения исследования, разработать методику исследования, которая обеспечивала бы достаточную воспроизводимость и точность результатов. Воспроизводимость зависит:

· от точности измеряющих приборов;

· правильного выбора приборов;

· от способа анализа продуктов и исходных веществ;

· от качества степени очистки и стабильности участников реакции.

Воспроизводимость оценивается из результатов параллельных опытов при одних и тех же условиях.

Рассчитывается дисперсность воспроизводимости результатов по формуле:

;

Квадрат отклонения от среднего значения.

,

где m – число параллельных опытов.

Если опыт проводится в различных условиях:

,

где m – число параллельных опытов;

m_i – число опытов в каждой серии;

p – число серий, которое равно числу находящихся в них средних значений концентраций или выходов.

Суммирование производится для каждой серии параллельных опытов.

Пример.

1. Возьмем 5 параллельных опытов при одинаковых условиях.

С₁ = 0,126

С₂ = 0,121

С₃ = 0,122

С₄ = 0,119

С₅ = 0,122

2. Провели параллельные опыты при 4 различных условиях и выходы составили.

0,116; 0,120	x1cp. = 0,118
0,154; 0,157; 0,154	x2cp. = 0,115
0,274; 0,273; 0,278	x3cp. = 0,275
0,511; 0,517	x4cp. = 0,514
p = 4
m = 10

Слагаемые в числителе сгруппированы во величине отклонения от среднего в каждой серии опытов.

Дата добавления: 2014-01-07