¿Cómo puedo saber cual es la forma "correcta" de escribir la reacción?

Question

Tenemos que calcular el calor producido por un conjunto de $\mathrm{N_R}$ reacciones en nuestro modelo del reactor.

\begin{align} \mathrm{Q_r = \sum_{j=1}^{Nr} Rr_j*\Delta H_{R,j}} \end{align}

$\mathrm{Rr_j}$ es la tasa de reacción de la reacción $\mathrm{j}$, $\mathrm{\frac{kmol}{kg_{cat} s}}$

$\mathrm{\Delta H_{R,j}}$ ,$\mathrm{\frac{kJ}{kmol}}$, es constante y se calcula como:

\begin{align} \mathrm{\Delta H_{R,j} = \sum_{i=1}^{Nc}\nu_{i,j}*\Delta h_{i,j}^f} \end{align}

Ahora consideremos las siguientes: \begin{align} \mathrm{R1:}\ \ce{H2 + 1/2O2 \rightarrow H_2O} \end{align} \begin{align} \mathrm{R2:}\ \ce{2H2 + O2 \rightarrow 2H_2O} \end{align}

Ellos son, sin duda, la misma reacción, pero el R2 da un $\mathrm{\Delta H_R}$ que es el doble de la $\mathrm{\Delta H_R}$ en el R1. Es natural, sino que afecta en gran medida mi balance de energía.

¿Cómo puedo saber cuál es la manera "correcta" de escribir la reacción?

Qué significa que la velocidad de reacción debe ser específico para R1 y R2?

Answer 1

¿Cómo puedo saber cuál es la manera "correcta" de escribir la reacción?

No hay una sola manera correcta. Escoger otra forma de escribir la reacción afecta tanto a $\Delta H_{R_j}$ $Rr_j$ en sentidos opuestos que se anulan.

Qué significa que la velocidad de reacción debe ser específico para R1 y R2?

Sí. La unidad de la velocidad de reacción $Rr_j$$\frac{\textrm{kmol}}{\textrm{kg}_{cat}}$. Pero la pregunta clave es kmol de qué? Una buena manera de pensar la respuesta es "kmol de las cosas que tienen un coeficiente estequiométrico de 1 en la reacción".

Así que si la reacción es de R2, entonces la velocidad de la reacción será la velocidad de desaparición de a $\ce{O2}$. La tasa de formación de agua será el doble de la velocidad de reacción $Rr_2$. Pero si la reacción es R1, entonces la velocidad de reacción es igual a la tasa de formación de agua (o de la tasa de agotamiento de hidrógeno).

Pero no miden directamente la "reacción" de las tasas, que sólo se puede medir la formación o desaparición de productos o reactivos. Así que digamos que mide la tasa de formación de agua. Si usted decide que la reacción es de R2, entonces $Rr_2 = \frac{1}{2}R_{\ce{H2O}}$. Si usted decide que la reacción es R1, a continuación,$Rr_1 = R_{\ce{H2O}}$. El factor de $\frac{1}{2}$ se cancela el factor de dos en $\Delta H_R$.

Así que al final, no importa qué de tu decisión.

Exactamente la misma idea en una forma totalmente diferente contexto químico, vea este se.chem pregunta sobre la electroquímica.