ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость химических процессов из "Общая химическая технология" Скорость химического процесса обычно выражают количеством продукта, получаемого в единицу времени. Необходимо создавать такие условия протекания химического процесса, при которых скорость была бы экономически наиболее выгодной. Скорость химического процесса есть величина, результатирую-щая скорости прямой и обратной реакций. Чем выше скорость прямой реакции и меньше скорость обратной, тем выше скорость технологического процесса в целом, т. е. тем больше выход продукта в единицу времени. [c.33] В начале процесса, когда концентрация реагирующих веществ высокая, скорость реакции составляет значительную величину, но по мере приближения реакции к равновесию она замедляется и стремится к нулю. В производственных условиях нецелесообразно вести реакцию с малой скоростью, поэтому, как правило, обратимую реакцию не доводят до состояния равновесия. В обратимых процессах практический выход продукта всегда меньше равновесного. [c.33] Способы увеличения скорости процесса зависят от Г0. 0, в каком агрегатном состоянии (газообразном, жидком или твердом) находятся реагирующие вещества. Один из способов увеличения скорости процесса — повышение концентрации реагирующих веществ, т. е. обогашение твердых исходных материалов, концентрирование газовых и жидких смесей. Способы обогащения (концентрирования сырья) и удаления из него примесей рассмотрены в главе 2. Повышение концентрации реагирующих веществ сильно влияет на скорость течения технологического процесса. Для однородных (гомогенных) процессов по закону действия масс скорость химической реакции прямо пропорциональна молярной концентрации реагирующих веществ. [c.34] Для обратимых процессов необходимо учитывать не только влияние действующей концентрации реагирующего компонента Сд в передающей фазе в данный момент, но и Ср—концентрацию этого компонента в той же фазе при равновесии. Чем больше будет действующая концентрация (Сд) по сравнению с равновесной (Ср), т. е. чем больше будет разность Сд—Ср, тем больше будет скорость процесса. Эту разность Сд—Ср называют движущей силой процесса. В момент равновесия действующая и равновесная концентрации равны, а следовательно, движущая сила процесса Сд—Ср равна нулю, т. е. процесс переходит в состояние равновесия (скорость его будет равна нулю). [c.34] В обратимых реакциях скорость процесса можно увеличивать, отводя продукт из реакционной зоны и тем самым уменьшая скорость обратной реакции. Из газовой смеси продукт реакции можно отводить путем конденсации (перевод газа з жидкое состояние) или поглощением жидкими или твердыми вешества-ми. Поглощение газа жидкими веществами называют абсорбцией, а поглощение твердыми — адсорбцией. Во многих производствах газовую смесь для этого выводят из реакционного аппарата, продукт отделяют, а не прореагировавшие вещества вновь возвращают в реакционную зону. В результате получается циклический процесс. Типичным циклическим процессом является синтез аммиака. [c.34] Из жидкой смеси продукт реакции отводят, осаждая его в виде кристаллов (осадка), а раствор, полученный после отделения осадка, вновь возвращают в реакционную зону (производство хлористого калия). Из жидкой смеси продукт реакции можно выделять также в виде паров испарением или поглощением жидкими или твердыми веществами. [c.34] Вант-Гоффа, согласно которому скорость реакции увеличивается в 2—4 раза при повышении температуры на 10°, а скорость диффузионных процессов возрастает всего лишь в 1,1 —1,3 раза. Большое увеличение скорости гомогенных газовых реакций с повышением температуры объясняется увеличением скорости движения молекул газа и большим числом их столкновений в единицу времени. Однако следует иметь в виду, что для многих реакций сушествует температурный оптимум, после которого возрастание скорости реакции прекращается и дальнейшее повышение температуры приводит к ее понижению. Такое влияние температуры на скорость отдельных реакций объясняется многими причинами, одной из них является разложение исходных веществ под влиянием высокой температуры и, как следствие этого, уменьшение концентрации исходных реагирующих веществ, сильно влияющей на скорость химического процесса. [c.35] Повышение давления для процессов с участием газовой фазы равносильно повышению концентрации газового компонента. Для увеличения скорости химического процесса давление применяют главным образок в том случае, когда прямое повышение концентрации, т. е. добавление одного из реагирующих вещесте, невозможно или нерационально, например при синтезе аммиака, метанола. [c.35] Температура и давление оказывают сильное влияние и на гетерогенные процессы. Так, с повышением давления и понижением температуры скорость и полнота поглощения газов жидкостью и твердым веществом увеличиваются, а выделение газа (пара) из жидкости и твердого поглотителя ускоряется с повышением температуры и понижением давления (вплоть до глубокого вакуума). [c.35] Вернуться к основной статье