механизм Зельдовича

Механизм Зельдовича — химический механизм, описывающий окисление азота и образование NO _x , впервые предложенный русским физиком Яковом Борисовичем Зельдовичем в 1946 году. Механизмы реакции читаются как

${\ce {{N2}+ O <->[k_1] {NO}+ {N}}}$

${\ce {{N}+ O2 <->[k_2] {NO}+ {O}}}$

где $k_{1}$ и $k_{2}$ – константы скорости реакции в законе Аррениуса . Общая глобальная реакция определяется выражением

${\ce {{N2}+ {O2}<->[k] 2NO}}$

Общая скорость реакции в основном определяется первой реакцией (т. е. определяющей скорость реакцией ), поскольку вторая реакция протекает намного быстрее, чем первая реакция, и происходит сразу после первой реакции. В богатых топливом условиях из-за недостатка кислорода реакция 2 становится слабой, поэтому в механизм включается третья реакция, известная также как расширенный механизм Зельдовича (со всеми тремя реакциями):

${\ce {{N}+ {OH}<->[k_3] {NO}+ {H}}}$

Предполагая, что начальная концентрация NO мала и поэтому обратными реакциями можно пренебречь, константы прямых скоростей реакций определяются выражением

${\begin{aligned}k_{1f}&=1.47\times 10^{13}\,T^{0.3}\mathrm {e} ^{-75286.81/RT}\\k_{2f}&=6.40\times 10^{9}\,T\mathrm {e} ^{-6285.5/RT}\\k_{3f}&=3.80\times 10^{13}\end{aligned}}$

где предэкспоненциальный множитель измеряется в единицах см, моль, с и К (эти единицы неверны), температура в кельвинах , а энергия активации в кал/моль; R — универсальная газовая постоянная .

НЕТ образования

Скорость увеличения концентрации NO определяется выражением

${\frac {d[\mathrm {NO} ]}{dt}}=k_{1f}[\mathrm {N} _{2}][\mathrm {O} ]+k_{2f}[\mathrm {N} ][\mathrm {O} _{2}]+k_{3f}[\mathrm {N} ][\mathrm {OH} ]-k_{1b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {N} ]-k_{2b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {O} ]-k_{3b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {H} ]$

N образование

Аналогично, скорость N увеличения концентрации равна

${\frac {d[\mathrm {N} ]}{dt}}=k_{1f}[\mathrm {N} _{2}][\mathrm {O} ]-k_{2f}[\mathrm {N} ][\mathrm {O} _{2}]-k_{3f}[\mathrm {N} ][\mathrm {OH} ]-k_{1b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {N} ]+k_{2b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {O} ]+k_{3b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {H} ]$

См. также

• Модель Зельдовича – Линьяна