如何分析带有反应性气体反应物的可逆反应
碳酸钙在大气中与二氧化碳的热分解
导言
在可逆反应 A⇌B 中，同时发生两个化学反应。
第一个反应是正反应 A → B，第二个反应是逆反应 B → A。
在封闭系统中，A 和 B 的浓度处于平衡状态，正向反应和逆向反应的速率相等。
然而，在热分析（如 DSC 或 TG）中，系统是开放的，不存在平衡。测量数据的总反应速率是正向反应和逆向反应的差值：
总反应速率=正向反应速率-逆向反应速率
反应类型FnR描述总反应速率，其中正向反应和逆向反应均为 n 阶反应：
为了将后向反应和前向反应分开进行分析，我们需要进行多次测量，在这些测量中，相同温度下的总反应速率是不同的。
最简单的方法是在反应性气体环境中进行可逆反应测量，在这种环境中，反应性气体要么只影响正向反应，要么只影响逆向反应。
二氧化碳对CaCO3分解的影响
碳酸钙在二氧化碳存在下的分解是可逆反应：
正向反应的速率与压力无关。逆反应的活性气体反应物为CO2。二氧化碳分压越高，逆反应速率越快。累积反应变慢：
其中，P 是二氧化碳的分压，np是压力参数。
加载样本数据项目
1.启动Kinetics Neo 。点击左侧菜单中的"打开"，然后选择"样本"。
2.选择目录TGA_CaCO3_in_CO2_Reversible，以及包含数据CaCO3+CO2_Data.kinx2的文件。
3.打开带数据的文件CaCO3+CO2_Data.kinx2
该文件包含 9 个数据源。中间 3 个数据源显示出来，它们是在没有二氧化碳的纯氮环境中以不同加热速率进行的测量。前 3 个数据源和最后 3 个数据源关闭，它们是在不同二氧化碳分压下进行的测量。
创建纯氮大气动力学模型
转到 "基于模型"部分，选择单步模型，该模型是根据不含二氧化碳的氮气条件下的 数据创建的。这是 n 阶反应的单步模型。其创建方法与 Ca(OH)2分解的示例相同（链接至https://kinetics.netzsch.com/en/learn/how-to-tga-1-step-caoh2）。
现在您有了仅取决于温度的动力学模型：
下一章将对压力依赖性进行补充和分析。
为压力分析准备项目
对于当前项目，转到文件-项目，选中使用外部参数并选择压力。
在源数据中选择一个文件名包含10%_CO2的数据源文件，并将二氧化碳分压设为 0.1 巴。
对所有名为10%_CO2 的数据源文件重复此操作。
对于含有 30%_CO2将二氧化碳分压设为0.3 巴。
对于含有 N2的文件，二氧化碳分压设为0 巴。
选择 "源数据"以显示所有实验曲线。图例必须包含以巴为单位的压力值。
创建取决于二氧化碳分压的可逆动力学模型
点击鼠标右键，创建 "无二氧化碳"模型的副本，并将其命名为 "有二氧化碳"：
在属性面板中选择可逆反应类型FnR并选中 "取决于压力 "复选框，然后点击 "重新计算"。现在您将看到压力依赖性。
要优化属性面板中的参数，请转到模型操作组，然后点击优化：
给定分压下的预测值
可对不同的二氧化碳分压进行预测。
选择动态预测，在属性面板中设置温度参数和模拟压力值。点击计算。结果将在给定的反应气体成分分压下进行模拟。
下图显示的是分压为 0.2 巴时的分解模拟结果：
