Introduction à la cinétique IV (systèmes biologiques)

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Équilibre des flux 2

Considérons maintenant pour une réponse de premier ordre

$\begin{matrix} UNE. & ⇌ & B. \end{matrix}$

les changements de concentration en régime permanent. En plus des changements de concentration dus à la réaction, les entrées et sorties des réactifs doivent également être incluses.

Du bilan matière en régime permanent

\begin{array}{l} m_{UNE.,0} - m_{UNE.} - ?? m_{UNE.} = ?? N_{UNE.} = 0 \\ - m_{B.} + ?? m_{B.} = ?? N_{B.} = 0 \end{array}

\begin{array}{l} m_{UNE.,0}, m_{B.} = Entrée ou sortie de quantités de substance (nombre de moles) de A, B \\ ?? m_{UNE.}, ?? m_{B.} = Quantités de substance (nombre de moles) de A, B consommées ou formées par la réaction \\ ?? N_{UNE.}, ?? N_{B.} = Changements totaux dans la quantité de substance (nombre de moles) de A, B \end{array}

les équations suivantes sont obtenues.

\begin{array}{l} \frac{?? V}{?? t} {(\frac{m_{UNE.,0}}{V})}_{à} - \frac{?? V}{?? t} {(\frac{m_{UNE.}}{V})}_{une façon} - V {(\frac{?? m_{UNE.}}{V ?? t})}_{R.} = V {(\frac{?? N_{UNE.}}{V ?? t})}_{le total} = 0 \\ - \frac{?? V}{?? t} {(\frac{m_{B.}}{V})}_{une b} + V {(\frac{?? m_{B.}}{V ?? t})}_{R.} = V {(\frac{?? N_{B.}}{V ?? t})}_{le total} = 0 \end{array}

\begin{array}{l} \frac{?? V}{?? t} = Quotient du volume entré/sortant/unité de temps (débit) \\ V = Volume cuve du réacteur \end{array}

Les termes avec « à » ou « de » prennent en compte les changements dans la substance A ou B dus à l'entrée ou à la sortie, les termes avec « R » les changements dus à la réaction chimique et les termes avec « tot » sont les changements totaux.

La vitesse d'écoulement constante est utilisée pour les quotients de différence $vous$ ou la vitesse de réaction appropriée est utilisée.

\begin{array}{l} vous = \underset{?? t \to 0}{limite} \frac{?? V}{?? t} = \frac{ré V}{ré t} \\ | - {(\frac{ré [UNE.]}{ré t})}_{R.} | = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? [UNE.]}{?? t})}_{R.} = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? m_{UNE.}}{V ?? t})}_{R.} = k [UNE.] \\ {(\frac{ré [B.]}{ré t})}_{R.} = \underset{?? t \to 0}{limite} \frac{?? [B.]}{?? t} = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? m_{B.}}{V ?? t})}_{R.} = k [B.] \\ {(\frac{ré [UNE.]}{ré t})}_{le total} = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? [UNE.]}{?? t})}_{le total} = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? N_{UNE.}}{V ?? t})}_{le total} \\ {(\frac{ré [B.]}{ré t})}_{le total} = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? [B.]}{?? t})}_{le total} = \underset{?? t \to 0}{limite} {(\frac{?? N_{B.}}{V ?? t})}_{le total} \end{array} \begin{array}{l} [UNE.] = Concentration de la substance A \\ [B.] = Concentration de la substance B \\ k = Constante de vitesse de réaction \end{array}

Après insertion et reformatage on obtient les équations :

\begin{array}{l} vous {[UNE.]}_{0} - vous [UNE.] - V {(\frac{ré [UNE.]}{ré t})}_{R.} = vous {[UNE.]}_{0} - vous [UNE.] - V k [UNE.] = 0 \\ - vous [B.] + V {(\frac{ré [UNE.]}{ré t})}_{R.} = - vous [B.] + V k [UNE.] = 0 \end{array}

En régime permanent, un état quasi-stationnaire se forme, c'est-à-dire que les concentrations restent constantes.

[UNE.] = \frac{{[UNE.]}_{0} vous}{k V + vous} = const [B.] = \frac{k V}{vous} [UNE.] = \frac{{[UNE.]}_{0}}{1 + \frac{vous}{k V}} = const.

Puisqu'une solution de l'éduit A s'écoule, mais que la solution réactionnelle, c'est-à-dire un mélange de A et B, s'écoule, le processus aboutit à une réaction globale :

$\begin{matrix} UNE. & \to & B. \end{matrix}$

Les équilibres de flux sont très souvent utilisés dans les systèmes techniques, car un contrôle continu du processus est possible ici. La cuve de réaction contient alors, par exemple, des catalyseurs immobilisés qui permettent une réaction rapide et, dans les conditions limites appropriées, un rendement élevé.

Vidéo: Introduction à la cinétique (Juin 2022).

Commentaires:

Narisar
2022-03-27, 07:52:20

Yah !
Cingeswell
2022-04-05, 05:22:43

Je peux vous proposer de visiter le site qui contient de nombreux articles sur le sujet qui vous intéresse.
Brara
2022-04-12, 08:49:54

Ne pas gaspiller des mots superflus.
Dojora
2022-04-27, 20:42:35

C'est un colosse)
Newton
2022-05-06, 13:12:51

Bonne idée, je maintiens.