a + b ⇔ c の気体反応では、反応速度式は(1)式になると教科書にあります。
dGc/dx = S/RT × ( k1×Pa×Pb - k2×Pc ) (1)
Gc:気体c のモル流量[mol/min]
V:体積[m3]
R:気体定数
T:温度[T]
x:筒の長さ[m](dxは、筒の微小長さ)
S:筒の断面積[m2]
k1:正反応の反応速度定数
k2:逆反応の反応速度定数
Pa:気体aの分圧
Pb:気体bの分圧
Pc:気体cの分圧
しかし、反応速度式は教科書から、
d[c]/dt = k1[a][b] (2)
-d[c]/dt = k2[c] (3)
となり、(2)式と(3)式から
d[c]/dt = k1[a][b]-k2[c] (4)
になります。
また、気体の状態方程式PV=nRTから、n/V =P/RTとなるので、
[a] = Pa/RT
[b] = Pb/RT
[c] = Pc/RT
となり、(4)式は(5)式になると思います。
d[c]/dt = k1×Pa×Pb / (RT)^2 - k2×Pc / RT (5)
となります。そして、左辺は、
d[c]/dt [mol/m3/min] = dGc/V [mol/min/m3] で、
V[m3] = dx[m]×S[m2]
なので、
dGc/(dx×S)
になり、最終的には、以下の式に展開されてしまいます。
dGc/dx = S×(k1×Pa×Pb / (RT)^2 - k2×Pc / RT)
どうやれば、(1)式に展開できるのでしょうか?無茶苦茶、悩んでいます。
どうか、よろしくお願いします。
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