ปฏิกิริยาไนโตรเจนออกไซด์กับไฮโดรเจน บนตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์ออกไซด์/อะลูมิเนียมออกไซด์

Abstract

การวิจัยนี้ทำการศึกษาปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนออกไซด์กับไฮโดรเจน ในช่วงอุณหภูมิ 200 ถึง 400 องศาเซลเซียส โดยใช้คอปเปอร์ออกไซด์บนอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในเตาปฏิกรณ์เคมีแบบดิฟเฟอเรนเซียล ผลการทดลองถูกวิเคราะห์ด้วยเครื่องก๊าซโครมาโตกราฟีที่มีเครื่องวัดสัญญาณชนิด ทีซีดี และการคำนวณด้วยวิธีการถดถอยเชิงเส้น ผลที่ได้เป็นสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยา ผลการทดลองพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี 10 เปอร์เซ็นต์คอปเปอร์ออกไซด์บนอะลูมิเนียมออกไซด์ โดยน้ำหนัก เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้ค่าสัดส่วนการเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนออกไซด์สูงสุดเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี 8 และ 12 เปอร์เซ็นต์คอปเปอร์ออกไซด์บนอะลูมิเนียมออกไซด์ โดยน้ำหนักอัตราการไหลต่ำสุดเท่ากับ 135.7501 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาทีเมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาหนัก 0.1 กรัมและตัวเร่งปฏิกิริยาขนาดใหญ่สุดเท่ากับ 337.510⁻⁶ เมตร เพื่อเกิดสภาวะการขจัดผลของความต้านทานการถ่ายเทมวลและความร้อนที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา สำหรับปฏิกิริยาที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยามีสัดส่วนการเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนออกไซด์และอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุดเท่ากับ 0.42 และ 0.30 x⁻³ โมลของไนโตรเจนออกไซด์ที่ทำปฏิกิริยาต่อชั่วโมง ตามลำดับ และสำหรับปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเวลา 7 ชั่วโมง ทำให้สัดส่วนการเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนออกไซด์ลดลง 4.21 เปอร์เซ็นต์ สำหรับสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้อันดับของปฏิกิริยา เมื่อคิดเทียบกับความเข้มข้นของไนโตรเจนออกไซด์และไฮโดรเจนเท่ากับ 1.71 และ 1.09 ตามลำดับ คิดเป็นอันดับรวมของปฏิกิริยาเท่ากับ 2.80 มีแฟคเตอร์แห่งความถี่เท่ากับ 1.05x10¹⁸ และพลังงานกระตุ้นเท่ากับ 4.48 กิโลจูลต่อโมล เมื่อทดสอบผลการทดลองกับสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ได้พบว่าผิดพลาดสูงสุดเท่ากับ 9.74 เปอร์เซ็นต์