Zur Kinetik der Reaktionen von Graphit mit CO2‐CO‐ und H2O‐H2‐Gemischen

Abstract

AbstractDie Reaktion von Graphit mit CO2‐CO‐Gemischen wurde zwischen 900 und 1100 °C, bei Drucken zwischen 1 und 760 Torr und bei variierten CO2/CO‐Verhältnissen untersucht. Die Ergebnisse lassen sich im Rahmen des folgenden Reaktionsschemas deuten:magnified imageDie Rückreaktion der zweiten Teilreaktion ist im Bereich der Messungen vernachlässigbar, und damit ist die Geschwindigkeit der Hinreaktion von Gleichung (2)\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_2} $\end{document}gleich der Gesamtgeschwindigkeit der Boudouard‐Reaktion. Die Geschwindigkeit\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_2} $\end{document}ist der auf der Graphitoberfläche eingestellten Sauerstoffaktivität ao proportional.Die erste Teilreaktion ist mit Hilfe von Radiokohlenstoff gemessen worden, sie verhält sich für weite Bereiche der Variablen, CO2/CO‐Verhältnis, Gesamtdruck und Temperatur, wie ein vorgelagertes Gleichgewicht zu Teilreaktion (2). In diesem Falle ist a0 und damit\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_2} $\end{document}dem CO2/CO‐Verhältnis proportional und vomGesamtdruck unabhängig. Bei hohen CO2/CO‐Verhältnissen wird\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_2} $\end{document}mit den Geschwindigkeiten der Hin‐ und Rückreaktion von Teilreaktion (1),\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_1} $\end{document}und\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overleftarrow {v_1} $\end{document}, vergleichbar; das Gleichgewicht für gleichung (1) bleibt nicht erhalten, undaOwird durch das Zusammenspiel der Teilreaktionen (1) und (2) eingestellt. In diesem Fall läß sichaOund damit auch\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_2} $\end{document}mit Hilfe der Stationaritätsbedingung für adsorbierten Sauerstoff und der bei Kleinem CO2/CO‐Verhältnis gefunden Werte und Abhängigkeiten berechnen und für jede Reaktionstemperatur durch eine experimentell bestätigte Näherungsformel Darstellen.Die Temperaturbhängigkeit der beiden Teilreaktionen wurde gemessen und im Rahmen der beschriebenen Reaktionskinetik gedeutet.Für die Sauerstoffübertragung aus H2O auf eine Graphitoberflächemagnified imageist wahrscheinlich ebenfalls in weiten bereichen das Gleichgewicht eingestellt. Die Teilreaktion (2) ist den Reaktionen von Graphit mit CO2‐co‐ und H2O‐H2‐Gemischen mit gleichem Sauerstoffpartialdruck der gleiche Wert für\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \overrightarrow {v_2} $\end{document}erwartet und auch gefunden. Ebenfalls konnte die Zwischen den Temperaturabhängigkeiten der beiden Reaktionen erwartete Beziehung bestätigt werden.