ゼルドビッチ機構

ゼルドビッチ機構は、窒素の酸化とNO _xの形成を説明する化学メカニズムであり、1946年にロシアの物理学者ヤコフ・ボリソビッチ・ゼルドビッチによって最初に提唱されました。 ^{[1] [2] [3] [4]}反応メカニズムは次のように表されます。

${\displaystyle {\ce {{N2}+ O <->[k_1] {NO}+ {N}}}}$

${\displaystyle {\ce {{N}+ O2 <->[k_2] {NO}+ {O}}}}$

ここで、およびはアレニウスの法則における反応速度定数である。全体的な反応は次のように与えられる。 ${\displaystyle k_{1}}$${\displaystyle k_{2}}$

${\displaystyle {\ce {{N2}+ {O2}<->[k] 2NO}}}$

全体の反応速度は主に最初の反応（律速反応）によって決まります。これは、2番目の反応が最初の反応よりもはるかに速く、最初の反応の直後に起こるためです。燃料が豊富な条件では、酸素が不足するため、反応2は弱くなります。そのため、メカニズムには3番目の反応が含まれます。これは拡張ゼルドビッチ機構（3つの反応すべてを含む）としても知られています。^{[5] [6]}

${\displaystyle {\ce {{N}+ {OH}}}}$

NOの初期濃度が低く、逆反応は無視できると仮定すると、反応の正反応速度定数は^{[7]で与えられる。}

${\displaystyle {\begin{aligned}k_{1f}&=1.47\times 10^{13}\,T^{0.3}\mathrm {e} ^{-75286.81/RT}\\k_{2f}&=6.40\times 10^{9}\,T\mathrm {e} ^{-6285.5/RT}\\k_{3f}&=3.80\times 10^{13}\end{aligned}}}$

ここで、指数関数前係数は cm、mol、s、K（これらの単位は正しくありません）、温度はケルビン、活性化エネルギーはcal/mol で測定されます。Rは普遍気体定数です。

NO濃度の増加率は次のように表される。

${\displaystyle {\frac {d[\mathrm {NO} ]}{dt}}=k_{1f}[\mathrm {N} _{2}][\mathrm {O} ]+k_{2f}[\ mathrm {N} ][\mathrm {O} _{2}]+k_{3f}[\mathrm {N} ][\mathrm {OH} ]-k_{1b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {N} ]-k_{2b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {O} ]-k_{3b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {H} ]}$

同様に、窒素濃度の増加率は

${\displaystyle {\frac {d[\mathrm {N} ]}{dt}}=k_{1f}[\mathrm {N} _{2}][\mathrm {O} ]-k_{2f}[\ mathrm {N} ][\mathrm {O} _{2}]-k_{3f}[\mathrm {N} ][\mathrm {OH} ]-k_{1b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {N} ]+k_{2b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {O} ]+k_{3b}[\mathrm {NO} ][\mathrm {H} ]}$

• ゼルドビッチ・リニャンモデル