Miljøprojekt, 1066 – Kemisk oxidation med permanganat – Bilag C: Resultater fra flaskeforsøg, kapitel 3

Kemisk oxidation med permanganat

Bilag C: Resultater fra flaskeforsøg, kapitel 3

Kinetik analyse

Førsteordens reaktionskinetik

I forbindelse med resultatanalysen er der benyttet nogle generelle sammenhænge for første- og andenordens reaktionskinetik. Reaktionsraten (k) er fundet ud fra en empirisk grafisk procedure. Konstanterne for PCE, MnO₄^- og organisk kulstof er undersøgt ved proceduren beskrevet i bilag B.

Andenordens reaktionskinetik

Ved en ligning af anden orden arbejdes typisk med to stoffer, A og B, hvor A₀ og B₀ er startkoncentrationer. Til tiden t haves koncentrationerne A_t=A₀-x og B_t=B₀-x, hvor x er mængden fjernet til tiden t. Raten er derved givet ved (Levenspiel, 1972);

Løsningen til ligningen 1 er givet ved følgende ligning (Laidler, 1965);

Venstresiden af ligning 2 afbildes grafisk mod tiden t. Af den resulterende graf findes ratekonstanten (k2) som hældningen af grafen. For at reaktionen kan antages at være af anden orden, skal den plottede linie være lineær. I forbindelse med det eksperimentelle arbejde i dette projekt forsøges reaktionen mellem permanganat og organisk stof i sedimentet at modelleres ud fra teorien for andenordens reaktioner. I denne sammenhæng kan løsningsudtrykket (2) opskrives som:

Ratekonstanter for MnO₄^-

MnO₄^- (mg/l)	k (MnO₄^-) (timer)	r²	Bemærkninger
Dalumvej – oxideret – PCE 1 mg/l
50	0,2646	0,9618	Kinetik på 6 punkter – fra 0 til 8 timer
500	0,0495	0,9544	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
5000	0,0652	0,8923	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
Dalumvej – oxideret – PCE 10 mg/l
50	0,215	0,9865	Kinetik på 6 punkter – fra 0 til 8 timer
500				0,0535	0,8347	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
5000	0,0696	0,7787	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
Dalumvej – oxideret – PCE 100 mg/l
50	0,3235	0,9305	Kinetik på 6 punkter – fra 0 til 8 timer
500	0,0924	0,7779	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
5000	0,0749	0,6761	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
Dalumvej – reduceret – PCE 1 mg/l
50	4,05		Kinetik udtaget på punkt nr.2 efter 15 min - udregnet
500	0,7584	0,8827	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer (ikke flere punkter – da MnO₄^- var omsat)
5000	0,0998	0,4522	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
Dalumvej – reduceret – PCE 10 mg/l
50	-		MnO₄^- omsat på første udtag efter 1 minut
500	1,0074	0,8956	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer (ikke flere punkter – da MnO₄^- var omsat)
5000	0,1007	0,6845	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer
Dalumvej – reduceret – PCE 100 mg/l
50	-		MnO₄^- omsat på første udtag efter 1 minut
500	1,114	0,9656	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 3 timer (ikke flere punkter – da MnO₄^- var omsat)
5000	0,1062	0,4867	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 8 timer

Ratekonstanter for PCE

MnO₄^- (mg/l)	k (PCE) (timer)	r²	Bemærkninger
Dalumvej – oxideret – PCE 1 mg/l
50			Ikke muligt at beregne
500			Ikke muligt at beregne
5000			Ikke muligt at beregne
Dalumvej – oxideret – PCE 10 mg/l
50	0,1587	0,809	Kinetik på 5 punkter – fra 0 til 3 timer
500	0,7083	0,8793	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer
5000	4,357	0,7851	Kinetik på 3 punkter – fra 0 til 1½ timer
Dalumvej – oxideret – PCE 100 mg/l
50	0,1319	0,256	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer
500	0,4653	0,5266	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer
5000	4,2381	0,8191	Kinetik på 3 punkter – fra 0 til 1½ timer
Dalumvej – reduceret – PCE 1 mg/l
50			Ikke muligt at beregne
500			Ikke muligt at beregne
5000			Ikke muligt at beregne
Dalumvej – reduceret – PCE 10 mg/l
50	0,2818	0,9426	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer
500	0,6007	0,217	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer
5000	4,4297	0,6214	Kinetik på 3 punkter – fra 0 til 1½ timer
Dalumvej – reduceret – PCE 100 mg/l
50	-		Ikke muligt at beregne
500	0,3871	0,2011	Kinetik på 4 punkter – fra 0 til 3 timer
5000	3,4839	0,546	Kinetik på 3 punkter – fra 0 til 1½ timer

Referencer

Laidler, K.J. (1965): Chemical kinetics, second edition. McGraw-Hill, Inc. New York, NY.

Levenspiel, O. (1972): Chemical reaction engineering, second edition. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY. ISBN 0-471-53016-6.