szybkość reakcji i reaktywność CO2 CH4

[staszic1]

cześć Wam wszystkim,
Ja tak tylko na chwilkę u Was na forum, ponieważ jestem fizykiem a nie chemikiem.
Mam jednak mały problem i potrzebowałbym wskazówkę gdzie szkukać odpowiedzi

Problem jest taki:
mieszanina gazów CO+CH4 +C2H6 o różnym udziale procentowym
temperatura ponad 300stC
do układu wpuszczam O2 i podgrzewam

Jak wyliczyć ubytek każdego ze związków na rzecz utleniania?
Którego ubędzie najwięcej?

Na czuja CO jest najbardziej reaktywne z nich wszystkich, ale muszę to jakoś bardziej zgrabnie opisać, dlatego proszę was o nakierowanie mnie na dziedziny chemii mówiące o tego typu przypadkach.

Z góry dziękuję

[Adax82]

staszic1,
Rozpatrz reakcje przebiegające w takiej mieszaninie. Zakładam, że jest nadmiar tlenu.

1. 2 CO + O₂ 2 CO₂
z 3 moli gazów powstaje 2 mole
2. CH₄ + 2 O₂ 2 H₂O + CO₂
z 3 moli gazów powstaje 3 mole
3. C₂H₆ + 7/2 O₂ 2 CO₂ + 3 H₂O
z 4,5 mola gazu powstaje 5 moli

Biorąc pod uwagę, że reakcje zachodzą w zamkniętym naczyniu to:
w reakcji „1” ciśnienie układu maleje i reakcja przesuwa się w prawą stronę,
w reakcji „2” ciśnienie układu nie zmienia się
w reakcji „3” ciśnienie układu rośnie i reakcja przesuwa się w lewą stronę.

To by wskazywało, że co do ubytku substratów to „najchętniej” ubywa CO, potem CH4 a na końcu C2H6

Co szybkości powyższych reakcji:
Piszesz: „mieszanina gazów CO+CH₄ +C₂H₆ o różnym udziale procentowym”
Nie można tego rozpatrywać w oderwaniu od stężeń molowych/procentowych gdyż szybkość reakcji zależy od stężenia substratów.

[plontaj]

Podstawowym pytaniem jest czy zależy Ci na czasie w którym proces przebiega?

Jeżeli tak to w procesie należy uwzględnić aspekty kinetyczne procesu (co komplikuje problem niezmiernie) w samym procesie spalania metanu można wyróżnić ponad 300 reakcji elementarnych.

Jeżeli nie to w procesie możesz spróbować rozpatrywać tylko termodynamikę co może być ryzykowne. Jeżeli jakaś reakcja będzie zachodzić z praktycznie nieskończenie małą szybkością to potencjał termodynamiczny nic nie da.

Reasumując:
Żeby dobrze interpretować proces najlepiej rozważyć go pod względem termodynamiki (co odrzuca reakcje z ograniczeniami termodynamicznymi) a następnie te możliwe należy poddać analizie kinetycznej.

PS. Z tego co się orientuję to aktualnym uznawanym mechanizmem spalania węglowodoru jest GRIMech. Powinien sobie poradzić ze spalaniem chyba nawet butanu. Pozdrawiam.