Étude d’une cinétique de décomposition hétérogène entre un gaz et une paroi catalytique dans un réacteur ouvert parfaitement agité. Application à la décomposition catalytique de l’ozone sur oxyde de nickel

Laboratoire des Sciences du Génie Chimique, CNRS, ENSIC, 1, rue Grandville, 54042 Nancy Cedex, France.

Résumé

Le réacteur parfaitement agité continu, caractérisé par une composition et un état instantané du mélange réactionnel parfaitement uniformes, est un dispositif simple et mieux adapté à l’étude cinétique de réactions chimiques en phase gazeuse que le traditionnel réacteur fermé. Pour des réactions de catalyse hétérogène, il permet en outre, par le degré de turbulence qui y règne, de s’affranchir de tous les phénomènes de transport physiques et d’accéder uniquement à la cinétique apparente au niveau de la paroi.

Ce dispositif est utilisé pour étudier la décomposition catalytique de l’ozone sur une paroi recouverte d’oxyde de nickel ; la réaction est d’ordre apparent un, contrôlée par la diffusion moléculaire interne dans le solide avec une énergie d’activation apparente de 2 500 calories/mole.

Entre 283 et 313 °K, la constante de vitesse apparente a pour expression

[math] (p en atmosphère)

Abstract

The continuous stirred reactor, characterized by an uniform instantaneous composition of the reacting mixture is a simple evice more suitable to the study of gas phase chemical reactions than the traditional batch reactor. In the case of catalytic heterogeneous reactions, the high turbulence level eliminates the influence of external transport processes and enables the apparent kinetics at the catalytic wall to be measured.

This device was used to study the catalytic decomposition of ozone on a nickel oxide coating. The reaction was found to be pseudo first order with respect to ozone and controlled by internal molecular diffusion in the solid with an apparent activation energy E = 2 500 cal/mole.

Between 283 and 313 °K, the results are well accounted for by the following relationship

[math] (p in atm)