Гетерогенный процесс характеристика

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах,, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций. Для количественной характеристики сложного технологического процесса в ряде случаев допустимо расчленение era на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ позволяет, например, установить, в какой области— диффузионной или кинетической — идет процесс, и при расчете пренебречь той стадией, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических реакций не соизмеримы. [c.153]

Известно, что рост кристаллов складывается из нескольких последовательных стадий и в самом общем виде может быть представлен растворением, переносом растворенного вещества и присоединением частиц к растущему кристаллу. Процесс растворения обычно характеризуют теми же стадиями, но протекающими в обратном по отношению к росту направлении. Поэтому некоторые кинетические характеристики, в частности перенос вещества, являются общими как для роста, так и для растворения. Суммарная скорость любого гетерогенного процесса определяется скоростями отдельных стадий реакции. Однако, если скорость на одном из этапов процесса меньше, чем скорости на других, то при реакциях, идущих в несколько последовательных стадий, фактическая скорость процесса будет определяться скоростью наиболее медленной. В том случае, когда медленной стадией процесса является подача или отвод реагентов от места реакции, это означает, что процесс идет в диффузионной области или по диффузионной кинетике. Если медленной стадией является стадия химического или физического превраш,ения, то скорость реакции определяется кинетикой присоединения частиц. Если обе стадии сравнимы между собой, то соответствующие реакции относят к гетерогенным реакциям смешанного типа. [c.338]

Так как при ведении гетерогенных процессов чрезвычайно важны такие характеристики, как доступность и площадь поверхности катализаторов (см. гл. 2), то определения их представлены широким спектром методов исследования. Это измерение суммарной площади поверхности контактной массы, поверхности нанесенного металла и объема пор по адсорбции газов определение распределения пор по размерам методом ртутной порометрии и др. [c.234]

Важнейшей количественной характеристикой процесса химического превращения веществ является его скорость. Скорость химической реакции — это изменение количества вещества в единицу времени для гомогенных процессов — в единице объема, для гетерогенных процессов — на единице поверхности раздела фаз. Математическая запись этого определения может быть представлена так [c.63]

При такой постановке задачи пам пет надобности знать и геометрическую конфигурацию слоя. Нужны только общие ого характеристики— порозность т и поверхность (5 частиц на единицу объема слоя, выражающаяся согласно уравнению (1.15). Вместе с тем, выводы из закономерностей, полученных из рассмотрения гетерогенного процесса в канале и при обтекании шара, могут быть использованы и при фильтрации газа сквозь слой, поскольку граничное условие, выражающее взаимодействие реагирующего газа с твердой стенкой, одинаково, несмотря на различие геометрических форм. Это условие [c.358]

Помимо температуры и давления, как уже указывалось, например для гетерогенных процессов, значительное влияние на скорость реакции могут оказывать скорости диффузионных процессов, характеристики применяемых катализаторов и др. В общем случае нужно иметь в виду, что число факторов, от которых зависит скорость реакции, нельзя ограничивать перечисленными. Например, присутствие небольших количеств примесей, часто случайного характера, изменение материала аппаратуры, изменение поверхностных условий протекания процесса и т. д. могут вызвать изменение не только скорости процесса, но и самого характера его протекания. [c.17]

Равновесие и кинетика гетерогенных процессов, зависят от множества факторов в соответствии с этим количественная характеристика этих процессов является сложной. Поскольку гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций, то, с точки зрения химической технологии, нельзя рассматривать эти явления, взятые в отдельности. Однако с целью количественной интерпретации сложного технологического процесса допустимо расчленение его на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ дает возможность установить, в какой области — диффузионной или кинетической — идет процесс, т. е. массообмен между фазами или химические реакции лимитируют общую скорость процесса. Далее при расчете допустимо пренебречь той стадией процесса, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических превращений не соизмеримы. [c.124]

Рассмотрим на нескольких примерах технологических гетерогенных процессов приемы увеличения равновесного выхода продукта. Эти приемы определяются количественной характеристикой равновесия рассматриваемых систем, основанной на законе распределения или правиле фаз. [c.125]

В химическом производстве реализовать принцип оптимизации системы пылегазоочистки можно путем создания высокоинтенсивного пылегазоулавливающего оборудования. Таким образом, в данном случае процесс интенсификации следует рассматривать [15] как решение оптимизационной задачи, принимая в качестве параметра оптимизации интенсивность. Под интенсивностью любого технологического аппарата понимают отношение одной из его целевых количественных характеристик (например, массы уловленного в единицу времени вещества) к массе или объему этого аппарата. Если использовать основное кинетическое уравнение гетерогенного процесса массопереноса в системе газ — жидкость, то, нанример, для тарельчатых газо-очистных аппаратов интенсивность [c.227]

Согласно принципу минимального изменения строения и химической аналогии, следует допустить, что восстановительное аминирование ацетона аммиаком протекает через последовательность двух циклов, состоящих из гомогенной реакции, образующей имин, и гетерогенного процесса, который приводит к дальнейшему превращению имина. Значит, аммиак должен реагировать с ацетоном по той же схеме, что и образующийся из него изопропиламин. Практически при восстановительном аминировании на платине нет возможности выявить промежуточное образование первичного амина. Поэтому следует допустить, что обе системы реакций, представляющие собой полное превращение, сильно отличаются друг от друга термодинамическими и кинетическими характеристиками. В частности, отсутствие ожидаемого изопропиламина можно объяснить большей скоростью реакций превращения изопропиламина по сравнению с реакциями его образования. [c.414]

Озонирование воды представляет собой сочетание гомофазного и гетерогенного процессов, поэтому растворимость озона в воде является весьма важной характеристикой. Как и у всех слаборастворимых газов, растворимость озона пропорциональна его парциальному давлению или его концентрации в газовой фазе (закон Генри). Она уменьшается при повышении температуры и возрастает при повышении давления (рис. 198). Наиболее [c.309]

Значение состояния поверхности сосуда в отношении влияния на стабильность хранящейся в сосуде перекиси водорода нужно рассматривать не только с точки зрения того, что в большинстве случаев очень большая доля разложения перекиси обусловлена гетерогенным процессом следует иметь в виду еще, что поверхности при правильной обработке становятся неактивными (или пассивными) к растворам перекиси водорода. Концентрированные растворы перекиси водорода и пассивированные поверхности взаимно влияют одни на другие обработанные определенным образом поверхности вызывают значительно меньшее гетерогенное разложение, чем необработанные, вместе с тем сама концентрированная перекись может функционировать как кондиционирующий агент для поверхностей соответствующих сосудов, что приводит к улучшению характеристики стабильности хранящейся в них перекиси водорода. Трудно сказать, действует ли перекись водорода в этом случае только как агент, вызывающий очистку поверхности, или же она образует на поверхности каталитических загрязнений на стенках сосуда защитную пленку. Однако, во всяком случае, можно рекомендовать завершать процесс кондиционирования сосуда (безразлично, алюминиевого или стеклянного) выдерживанием в нем концентрированной перекиси водорода. [c.437]

Развитые в предыдущих главах представления могут быть использованы для характеристики процессов образования нефти. Это обусловлено тем, что образование нефти (как и минералов) можно представить как гетерогенный процесс, протекающий при миграции растворенных веществ ж приводящий к образованию новой фазы (нефть). [c.186]

Больщое значение для правильного расчета и проектирования аппаратов с кипящим слоем имеет методика определения структурных характеристик кипящего слоя. В настоящее время расчет кинетики гетерогенных процессов производится по средней концентрации и средней порозности кипящего слоя. Однако, если учесть, что расстояния между частицами, а следовательно и порозность кипящего слоя, зависят от турбулентных пульсаций, [c.7]

Различия между непрерывными и периодическими процессами необходимо учитывать при их моделировании. Это, разумеется, относится как к гомогенным процессам, так и к гетерогенным. Далеко не всегда, однако, может быть использован общий подход к моделированию гомогенных и гетерогенных процессов. В гомогенном процессе скорость взаимодействия целиком определяется концентрацией реагентов и температурой. Молекулы участвующих в реакции веществ лишены индивидуальности, и совершенно безразлично, сколько времени они находились в реакторе до рассматриваемого момента. Поэтому существующие методы расчета непрерывных гомогенных процессов сводятся к определению температурных и концентрационных полей в реакторе с использованием известных кинетических характеристик процесса. [c.11]

Выражения типа (2.18) и (2.19) хорошо известны в теории химических реакторов. Однако, как правило, им придают несколько упрощенный физический смысл чаще всего речь идет о поведении индикатора, импульсно вводимого в систему (см. например, [9]). Использование понятий теории вероятностей для характеристики времени пребывания в реакторах смешения удобнее не только из-за определенных преимуществ при математич еском описании химического гетерогенного процесса, но и с точки зрения более глубокого понимания физической картины процесса. Весьма желательно поэтому,, чтобы читатель ясно представлял себе смысл полученных выражений для Ф (О- [c.24]

Таким образом, в простейшем случае реакции первого порядка величины, обратные константе скорости и константе диффузии, которые по смыслу являются характеристиками торможения, складываются и их суммой оценивается совместное торможение для гетерогенных процессов, протекающих на поверхности. [c.155]

Из-за сложности полного теоретического описания гетерогенного процесса фильтрования в прикладных целях используют модели сокращенного его описания, опираясь на гидромеханические характеристики движения одной из фаз (например, фильтрата). [c.115]

Схемы гетерогенного процесса, приведенные в предыдущем параграфе, показывают, что возможность его осуществления зависит от образования адсорбционного соединения на активном центре и затем от перераспределения связей в нем. Все эти процессы идут с определенными энергетическими эффектами. Возникает вопрос, нельзя ли, исходя из термодинамических характеристик процесса (энергии связи катализатора с субстратом, теплового эффекта реакции и энергии связи катализатора с продуктами реакции), выбрать наиболее активный катализатор для данного процесса, т. е. на основании термодинамических данных решить проблему теоретического подбора оптимального катализатора. [c.464]

Сомов и Жуховицкий [54, 55] для исследования равновесий и кинетики гетерогенных процессов применили метод измерения микрообъемов газа при помощи ионизационного детектора. Они определили термодинамические характеристики процесса диссоциации АдгО и РЬО, а также изучили кинетику реакций низкотемпературного восстановления окислов ванадия, молибдена и железа. [c.233]

Определяющая роль твердой фазы в гетерогенном процессе обусловливает высокие требования, предъявляемые к химическому составу, степени чистоты, структурным, механическим характеристикам и состоянию поверхности образцов. Эти требования относительно легко [c.15]

Из разнообразных гетерогенных процессов, протекающих в двухфазных системах, мы кратко остановимся только на процессах растворения и кристаллизации. Предварительно уточним смысл понятия скорости диффузии. Скорость диффузии газа или растворенного вещества измеряется количеством молей диффундирующего вешества через единицу площади за бесконечно малый отрезок времени <И. Количественная характеристика явления диффузии дается законами Фика. Первый закон диффузии математически выражается так [c.225]

При рассмотрении всех обсужденных выше процессов надо иметь в виду, что вследствие изменения соотношения компонентов в граничном слое и в объеме возникает различие как в условиях протекания реакции в объемах системы, находящихся на различных удалениях от поверхности, так и в определенной мере-в составах, т. е. возникает определенный градиент химической и физической структуры полимера. Для сшитых эпоксидных полимеров было установлено, что на границе раздела с поверхностью образуется полимер гетерогенной структуры, характеристики которого немонотонно изменяются по мере удаления от поверхности [376, 379]. Так, в эпоксидном покрытии на металлической поверхности существует градиент сегментальной подвижности полимерных цепей. Установлена сложная зависимость температуры стеклования эпоксидного полимера от концентрации наполнителя с высокой поверхностной энергией, что, как полагают, связано со снижением скорости отверждения смолы в граничных слоях [380]. [c.144]

Вопросы, рассматриваемые в этой главе, излагаются более подробно и на более высоком уровне в книге Петерсена Анализ химических реакций (см. библиографию, стр. 147). Здесь мы сможем только обсудить простейшие случаи и указать их связь с обш,ей проблемой анализа химических реакторов. В предыдущих главах для описания процесса мы нсио.тхьзовали функцию г (I, Т), которая определяет скорость-реакции в единице объема реактора. Применение этой функции, безусловно, оправдано в случае гомогенного процесса. Однако было бы желательно сохранить тот же способ описания и при расчете гетерогенных процессов, таких, как каталитические газофазные реакции в неподвижном слое таблетированного катализатора. В разделе VI. обсуждаются связанные с этим вопросом трудности и ограничения. Многих затруднений можно избежать, введя понятие об определяющей стадии (раздел VI.2). В последующих разделах будут исследованы некоторые характеристики процессов адсорбции (раздел VI. 2), внешней массопередачн (раздел VI.3) и внутренней диффузии (раздел VI.4). Затем мы постараемся обобщить эти явления (раздел VI.5) и вкратце остановимся на некоторых эффектах, связанных с конечной скоростью теплопередачи (раздел VI.6). Структура главы показана на рис. VI. . [c.119]

Распределение времени пребывания газа в псевдоожиженном слое. В случае каталитических процессов, протекающих в системе газ — твердое тело, данные о распределении времени пребывания газа в слое играют главную роль для нахождения характеристик реакторов. На ранних этапах исследования этой проблемы процессы изучали при помощи модели диффузионного типа. Однако, как оказалось, результаты,-полученные на такой модели, только в относительно узкой области коррелировались с опытными данньийи, особенно для каталитических гетерогенных процессов. Это привело к выводу о том, что диффузионную однопараметрическую модель можно использовать только для весьма приближенного объяснения характеристик псевдоожиженного слоя. [c.292]

При йд > йр уравнение (15) примет вид = крр , а при < рРк = дРо- В первом случае (который обычно имеет место при низких температурах) наблюдаемая скорость процесса определяется значением истинной константы скорости и не зависит от макрокинетических параметров область скоростей гетерогенного процесса, контролируемых кинетикой поверхностной химической реакции, называют внешнекинетической. Во втором случае (который обычно реализуется при более высоких температурах) наблюдаемая скорость зависит от параметра и геометрических характеристик гранулы катализатора это и есть внеишедиффу-эионная область, для которой [c.86]

Кинетика гетерогенных каталитических реакций. Многоста-дийиость гетерогенных процессов является причиной того, что кинетические характеристики гетерогенной каталитической реакции (константа скорости, порядок реакции), найденные экспериментально, могут отличаться от соответствующих характеристик химического процесса, протекающего на поверхности катализатора. Например, порядок каталитической реакции, лимитируемой диффузией, обычно равен единице, так как скорость диффузии пропорциональна концентрации в первой степени вне зависимости от порядка процесса на поверхности катализатора. Получаемые экспериментально константа скорости и порядок реакции называются кажущимися в отличие от истинной константы скорости и истинного порядка, относящихся к химической реакции на поверхности катализатора. Установление истинных кинетических характеристик связано с выяснением роли отдельных стадий и имеет значение для вскрытия механизма каталитического процесса. [c.274]

Современная теория электрохимической коррозии металлов основывается на том, что не только чистый металл, но и металл с заведомо гетерогенной поверхностью корродирует в электро-ште как единый электрод согласно закономерностям электрохимической кинетики. На его поверхности одновременно и независимо друг от друга протекают анодная и катодная реакции, в совокупности составляющие процесс коррозии. В то же время роль электрохимической гетерогенности процесса электрохимической коррозии велика, хотя в ряде сл> чаев повышение гетерогенности приводит не к увеличению скорости коррозии, а, наоборот, к ее снижению. Качественно и количественно роль гетерогенности проявляется в кинетгмеских Характеристиках анодной и катодаой реакций. При коррозии технических сплавов, для которых характерен высокий уровень электрохимической гетерогенности поверхности, возможно неравномерное распределение скорости анодного процесса на поверхности сплава, обусловливающее преимущественное растворение отдельных фаз, что приводит к локализации коррозии [25, 27]. [c.29]

Математическое описание и моделирование химико-техиологи-ческих гетерогенных процессов производится главным образом при помощи метода подобия, с исполь-зова1шем критериев, характеризующих гидродинамику, физические свойства компонентов, равновесие и кинетику процесса. Однако в настоящее вре.мя для количественной характеристики конкретных гетерогенных процессов можно привести лишь более или менее частные критериальные уравнения, применяемые с целым рядом ограничений. [c.161]

При давлении ниже 200-300 тор константа скорости сильно зависит от давления [487, 491, 492]. Имеют ме11о гетерогенные процессы [491, 492]. Константа скорости, найденная без учета этих факторов, не является характеристикой мономолекул1фного процесса. [c.116]

Органическая электрохимическая реакция представляет собой гетерогенный процесс переноса электрона между электродом и органической молекулой. Именно от электродного потенциала зависит, достаточно ли поступает энергии для осуществления переноса электрона. Эта величина по существу определяет направление реакции и ее скорость. Как будет обсуждаться ниже, электродный потенциал может оказывать влияние на протекание реакции также посредством изменения адсорбционных характеристик по отношению к электроду исходных веществ, интермедиатов или продуктов реакции. Кроме того, электродный потенциал может воздействовать и на состояние поверхности электрода. Первым роль электродного потенциала в электросинтетических процессах оценил Хабер. Так, в результате электровосстановления нитробензола при небольших отрицательных значениях потенциала он получил фенилгидроксил-амин, а при более отрицательных потенциалах—анилин [1]. [c.14]

В табл. 2.1 приведены некоторые термодинамические характеристики процессов плавления различных волокнообразующих полимеров, из которых хорошо видно, что чем меньше величина энергии межмолекулярного взаимодействия и больше гибкость полимерных цепей, тем меньше значение АЯпп и больше величина а соответственно ниже температура плавления [7 12]. Чем больше структура полимеров отличается от идеальной, тем шире интервал и ниже абсолютная величина температуры плавления. У реальных аморфно-кристаллических полимеров благодаря дефектности структурных образований и их энергетической гетерогенности процесс плавления начинается ниже истинной равновесной температуры плавления (рис. 2 ), [c.36]

По мнению Папкова [22, с. 71—72], процесс продольного расщепления пленок связан также с гетерогенностью деформационных характеристик в направлении оси ориентации различных участков их структуры. [c.299]

Реакторы, в которых осуществляются каталитические процессы, называют контактными аппаратами. Устрор1ство контактных аппаратов весьма разнообразно и зависит от способа контакта между катализатором и реагирующими веществами (гомогенный и гетерогенный катализ), характеристик потока взаимодействующих веществ (реакторы вытеснения и смешения), способа осуществления теплообмена (реакторы с теплообменом непосредственно в реакционной зоне и реакторы с выносными теплообменниками), требуемого температурного режима в реакционной зоне (реакторы с политермическим, адиабатическим или изотермическим температурным режимом). [c.135]