Einfluss der chemischen Reaktion auf die Porendiffusion

Als Modell für die Porendiffusion soll der Stofftransport bei einer Reaktion 1. Ordnung betrachtet werden. Eine Substanz A reagiert an einem Katalysator zu einem Produkt B.

$$\text{A}\to \text{B}$$

Zur modellartigen Beschreibung des Systems wird angenommen, dass die Pore die Form eines idealen Zylinders hat.

Die Reaktionsgeschwindigkeit kann, auf die Oberfläche der Katalysatorpore bezogen, wie folgt beschrieben werden:

$$r_S=-\frac{1}{S}\frac{d{n}_A}{dt}=k_S\cdot c_A$$

Die Länge des Zylinders ist so bemessen, dass die Reaktion am Ende des Zylinders abgeschlossen ist.

Am Ende einer solchen Pore gilt also bei

$$\begin{array}{l}\begin{array}{l}\text{irreversiblen Reaktionen:}{c}_A=0\\ \text{reversiblen Reaktionen: Gleichgewichtszustand}\end{array}\}\frac{d{c}_A}{dz}=0\\ \end{array}$$