12.3 DIFUSI DAN REAKSI DI KATALIS POROSKetika difusi dan reaksi terjadi secara bersamaan di dalam struktur padat berpori, konsentrasi gradien dari reaktan dan produk spesies ditetapkan. Jika berbagai diffusional proses dibahas dalam bagian sebelumnya akan dibandingkan dengan laju reaksi kimia, seluruh permukaan internal yang dapat diakses dari katalis akan efektif dalam menunjang reaksi karena molekul reaktan akan menyebar pada dasarnya seragam di seluruh struktur pori, sebelum waktu bereaksi. Di sini hanya gradien konsentrasi kecil akan ada di antara eksterior dan interior dari partikel, dan akan ada fluks difusi molekul reaktan dan molekul keluar mencakupi bahwa produk untuk menyeimbangkan laju reaksi dalam partikel. Dalam hal ini, kita mengukur kinetika intrinsik . Di sisi lain, jika katalis sangat aktif, molekul reaktan akan dikonversi menjadi produk sebelum memiliki waktu untuk menyebar ke dalam struktur pori. Di konsentrasi dari kedua reaktan dan produk spesies berdektan dengan pinggiran partikel. Di dalam inti sentral dari partikel, konsentrasi reaktan akan sangat rendah dan akan menjadi kecil. Sedangkan di dalam inti konsentrasi produk akan tinggi. Sebenarnya seluruh reaksi akan berlangsung dalam waktu lapisan tipis pinggiran partikel. Dari hal ini luas permukaan internal tidak efektif. Namun, di bawah operasi tunak kondisi, difusi reaktan dan produk keluar harus seimbang di laju reaksi dalam pori-pori. Bagaimanapun, periachieving adalah besar tingkat perpindahan massa yang diperlukan. Dengan asumsi bahwa partikel katalis adalah isotermal, laju reaksi rata di bawah kondisi ini akan, secara umum, kurang dari itu yang akan menang jika tidak ada keterbatasan perpindahan massa. Dalam hal ini, salah satu tidak mengukur kinetika intrinsic. Pada bagian ini kita memeriksa permasalahan umum penentuan fraksi dari luas permukaan katalis efektif bila reaksi dan efek perpindahan massa intraparticle berinteraksi. Tujuan adalah untuk mengembangkan laju reaksi rata-rata di seluruh katalis partikel, tetapi dinyatakan dalam suhu dan konsentrasi yang berlaku pada eks-terior permukaan.Perawatan analisis kuantitatif efek perpindahan massa dan reaksi dalam struktur berpori rupanya pertama dilakukan oleh Thiele (20) di Amerika Serikat, Damkohler (21) di Jerman, dan Zeldovitch (22) di Rusia, semua bekerja secara independen dan pelaporan hasil mereka antara tahun 1937 dan 1939. Sejak ini publikasi awal, sejumlah penelitian yang berbeda kelompok telah diperpanjang dan dikembangkan lebih lanjut analisis. Dari catatan khusus adalah upaya Wheeler (23-24), Weisz (25-28), Wicke (29-32), dan Aris (33-36). Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa individu juga telah memperpanjang pengobatan untuk termasuk enzyrties bergerak media berpori atau dalam membran permselektif. The penting konsekuensi dari analisis ini adalah pengembangan teknik yang dapat digunakan untuk menganalisis secara kuantitatif faktor yang menentukan efektivitas dengan yang luas permukaan katalis berpori digunakan. Untuk tujuan ini kita mendefinisikan faktor efektivitas untuk katalis partikel sebagai

= (12.3.1)

gradien konsentrasi pheral daripada tinggidifusivitas yang terutama bertanggung jawab untuk Oleh karena faktor efektivitas adalah rasio laju reaksi aktual dengan yang akan