|
Vyučující
|
-
Čičmanec Pavel, doc. Ing. Ph.D.
-
Bulánek Roman, prof. Ing. Ph.D.
-
Čapek Libor, prof. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. týden Základní pojmy (rychlostní rovnice, mechanismus reakce, rozdělení chemických reakcí). Závislost rychlostní konstanty na teplotě (Arrheniova teorie, teorie aktivovaného komplexu). 2.-3. týden Izolované a simultánní reakce (následné, vratné a bočné reakce). 4. týden Veličiny pro sledování průběhu kinetiky chemické reakce. Určení řádu a stechiometrie chemické reakce z diferenciální kinetické rovnice a z integrovaného tvaru kinetické rovnice. 5. týden Kinetika homogenně katalyzovaných chemických reakcí (obecná rovnice, Van´t Hoffův a Arrheniův typ meziproduktu). Autokatalýza. 6. týden Heterogenní katalýza (úvod, heterogenní katalytické procesy v systému plyn (kapalina) - pevná fáze). Elementární kroky heterogenní katalytické reakce. Vyjádření efektivity průběhu heterogenní katalytické reakce (aktivita, konverze, výtěžek, selektivita, TON, TOF, zatížení katalyzátoru). 7. týden Hodnocení fyzikálních a chemických vlastností heterogenních katalyzátorů 8.-9. týden Vliv transportu hmoty na průběh reakce v systému plyn (kapalina) - pevná fáze. Oblast vnější difuze (matematické vyjádření vlivu vnější difuze na rychlost chemické reakce, experimentální ověření, využití). Oblast vnitřní difuze (matematické vyjádření vlivu vnitřní difuze na rychlost chemické reakce, Thieleho modul, difuze v pórech katalyzátoru, experimentální ověření, využití). Aktivační energie. 10.-11. týden Kinetika heterogenních katalytických reakcí. Postup při studiu kinetiky. Zjednodušující předpoklady. Langmuir-Hinshelwoodův a Eley-Ridealův popis kinetiky heterogenních katalytických reakcí. Mars-van Krevelenův mechanismus. 12.-13.týden Reaktory. Rozdělení chemických reaktorů. Ideálně míchaný vsádkový reaktor (princip, matematický model), Průtokový ideálně míchaný reaktor (princip, matematický model), Trubkový reaktor s pístovým tokem (princip, matematický model). Výpočty pro chemické reakce v jedné fázi.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem studia v tomoto předmětu chemické kinetiky a katalýzy je seznámit studenty s jevy, které doprovázejí chemickou reakci v reaktorech včetně jejich kvantitativního zhodnocení. Dále je cílem seznámit studenty s popisem důležitých katalytických procesů. Praktické příklady z uvedeného oboru, řešené na přednáškách a seminářích, by měli zajistit pochopení problematiky chemických reaktorů a strategie jejich využití při studiu kinetiky chemických reakcí.
Posluchač po absolvování předmětu je schopen samostatně řešit složitější problémy týkající se kinetiky katalytických chemických reakcí a chemických reaktorů.
|
|
Předpoklady
|
Znalost fyzikální chemie v rozsahu bakalářského studia. Praktická znalost základních fyzikálně-chemických metod.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
Teoretická příprava na přednášky a cvičení Zkouška (písemný test, ústní zkoušení)
|
|
Doporučená literatura
|
-
Fogler, H. Scott. Elements of chemical reaction Engineering. Prentice Hall, 2016.
-
Chorkendorff, I. Concepts of modern catalysis and kinetics. Weinheim Wiley: VCH, 2007.
-
Murzin D. Yu. Engineering Catalysis. Berlin, 2013.
-
Murzin D. Yu,Tapio S. Catalytic kinetics. Amsterdam, 2005.
-
Thomas J. M., Thomas W. J. Principles and practice of heterogeneous catalysis. New York, 1997.
|