H2 + CO2 = H2O + CO
Những điều nhận xột trờn phự hợp với phản ứng khớ nước Khi cú mặt C và CO2 ta cũng cú phõn ứng khớ hoỏ cacbon
C + CO2 = 2CO
Vậy khi cú mặt C và H2O hơi sẽ xẩy ra bốn phản ứng đó nờu ở trờn, nhưng phản ứng khớ nước và phản ứng khớ húa cacbon sẽ quyết định thành phần cõn bằng của phản ứng giữa C và H2O hơi.
Từ giản đồ của phõn ứng khớ nước, khi cú mặt cacbon sẽ cú phản ứng khớ húa cacbon (hỡnh l-11). Như vậy thành phần cõn bằng của sản phẩm khớ cuối cựng phải thỏa món hai phản ứng trờn chớnh là điểm gặp nhau của hai trường biểu diễn của phản ứng khỡ nước và phản ứng ứng khớ húa cacbon (tựy theo nhiệt độ và ỏp suất). Vậy :
Khi P = PCO + PCO2 = const thỡ tăng nhiệt độ sẽ cú nghĩa là di chuyển trạng thỏi cõn bằng của hệ theo đường cong cõn bằng đẳng ỏp dần lờn phớa trờn, cắt cỏc đường đẳng nhiệt ở những nhiệt độ ngày càng cao. Do đú trị số a, b ngày càng lớn.
Điều đú chứng tỏ rằng khi tăng nhiệt độ thỡ phõn ứng (1 -30) chiếm ưu thế. Ở nhiệt độ rất cao tỏc dụng của phản ứng (1-31) thực tế khụng cũn. Nếu giữ nhiệt độ khụng đổi, giảm ỏp suất thỡ tỏc dụng cũng tương tự như khi tăng nhiệt độ và giữ nguyờn ỏp suất.
1.5. Cơ chế và động học của sự chỏy cacbon
1.5. 1. Đặc trưng động học của phản ứng giữa cacbon và oxy
Phản ứng giữa cacbon và oxy (hay CO2 , H2O) đều là phản ứng dị thể tiến hành theo phương thức :
Chất khớ I + rắn = chất khớ II
Vỡ vậy quỏ trỡnh tiến hành phản ứng theo những quy luật của phản ứng dị thể bao gồm cỏc bước sau đõy:
Bước 1 - Phõn tử khớ I khuếch tỏn đến bể mặt vật rắn. Cú nghĩa là sự khuếch tỏn oxy đến bề mặt cacbon.
Bước 2 - Phần tử khớ I bị bề mặt vật rắn hấp phụ: oxy bị bể mặt cacbon hấp phụ.
Bước 3 - Chất khớ I bị hấp phụ phản ứng với vật rắn: phản ứng giữa khớ oxy với cacbon. Bước 4 - Sản phẩm trung gian tỏch ra tạo thành chất khớ II là sản phẩm phản ứng. Đú là CO2
sản phẩm này bi hấp phụ trờn bề mặt cacbon rắn.
Bước 5 - Chất khớ II - CO2 được giải phụ (nhả ra) và khuếch tỏn vào pha khớ. Cỏc bước hấp phụ phản ứng húa học, giải phụ cú liờn quan mật thiết với nhau, nờn thụng thường người ta gọi chung ba bước đú là bước hấp phụ - phản ứng húa học.
Quỏ trỡnh thuộc phạm vi động học hay khuếch tỏn là tựy thuộc vào quan hệ giữa khả năng tốc độ phản ứng húa học hay tốc độ khuếch tỏn. Tức là tựy thuộc vào quan hệ giữa hằng số động học và hệ số khuếch tỏn (K/D).