Поверхностные химические реакци

В первой части этого курса были рассмотрены различные по химической природе и геометрической структуре адсорбенты, применяемые в молекулярной газовой и жидкостной хроматографии от одноатомного адсорбента с однородной плоской поверхностью графитированная термическая сажа) до непористых и микропористых солей, кристаллических микропористых и аморфных оксидов (на примере кремнезема) и органических пористых полимеров, а также способы адсорбционного и химического модифицирования адсорбентов. При этом были рассмотрены химия поверхности и адсорбционные свойства этих адсорбентов — поверхностные химические реакции, газовая хроматография, изотермы и теплоты адсорбции и происходящие при модифицировании поверхности и адсорбции изменения в ИК спектрах. Уже из этой описательной части курса видно, что свойства системы газ — адсорбент в сильной степени зависят как от химии поверхности и структуры адсорбента, так и от природы и строения адсорбируемых молекул, а также от их концентрации и температуры системы. Приведенные экспериментальные данные позволили рассмотреть и классифицировать проявле- [c.126]

Существование силанольных групп на поверхности силикагеля было показано в 1936 г. (до этого говорилось о связанной воде). Количественное определение поверхностных силанольных групп проводят, применяя поверхностные химические реакции с реагентами, молекулы которых имеют малые размеры, такие как метиллн- [c.52]

Выражение (7-1) представляет собой скорость поверхностной химической реакции при высокотемпературном горении. Следует [c.143]

В качестве основного параметра, определяющего кинетические зависимости, рассматривалась степень заполнения поверхности 0 , имеющая смысл фактора вытеснения, борьбы компонентов за места на поверхности. При этом принималось дополнительное предположение о том, что в ходе катализа процессы адсорбции реагентов и десорбции продуктов происходят значительно быстрее, чем поверхностная химическая реакция, т. е. последняя является лимитирующей стадией. (Тогда величины 0 можно считать равновесными по отношению к парциальным давлениям рг [концентрациям i ] веществ в газовой фазе, а для оценки 0 можно использовать известные изотермы Лэнгмюра.) [c.75]

Интересно отметить, что образование поверхностных химических соединений наблюдается не только при адсорбции сильных электролитов на полярных минеральных адсорбентах, но и при ионной адсорбции на угле. Согласно Шилову, активированный уголь в отдельных местах покрыт окислами и, хотя при молекулярной адсорбции ведет себя как неполярный адсорбент, в растворах сильных электролитов оказывается способным к поверхностным химическим реакциям. [c.69]

Начнем с обсуждения адсорбции на поверхности раздела твердое тело — газ, так как в этом случае концентрации веществ в газовой фазе обычно существенно ниже, чем в адсорбционном слое, а межфазная граница достаточно точно задана поверхностью твердого тела. Тем не менее процессы, происходящие при адсорбции, разнообразны и достаточно сложны. Если они напоминают поверхностные химические реакции или в действительности ими являются, тогда говорят о хемосорбции вещества. Если происходит менее специфические межмолекулярные взаимодействия, аналогичные процессам конденсации при сжижении газа, говорят [c.158]

Трудность классификации процессов, происходящих па межфазной поверхности, объясняется многими причинами большими отличиями теплот объемных и поверхностных химических реакций, высокими концентрациями веществ в объеме адсорбционного слоя, необычной координацией взаимодействующих частиц, возникновением поверхностных состояний, не имеющих аналогий в объемной фазе, ориентированным положением несимметричных молекул адсорбата на поверхности, изменением эффективного заряда частиц на поверхности и тому подобными эффектами. Энергетические отличия поверхностных соединений обусловлены прежде всего тем, что возникновение адсорбционного слоя не сопровождается разрушением решетки носителя. Благодаря этому прочные хемосорбционные соединения наблюдаются даже в тех случаях, когда соответствующие им объемные соединения вообще неизвестны. [c.159]

Все нерастворимые пленки несут электрические заряды, играющие существенную роль в поверхностных химических реакциях, которые протекают с участием ионов. К этому классу относится большинство жизненно важных биохимических каталитических реакций (ферментативный синтез, протеолиз, лактонизация кислот, омыление жиров и др.). [c.111]

Ks — константа скорости поверхностной химической реакции [c.8]

В случае реакции порядка к (1.1) безразмерная ско- рость поверхностной химической реакции задается выражением [c.173]

Из уравнения (2.3) следует, что в области задней критической точки стекания локальный диффузионный поток для любой кинетики поверхностной химической реакции F равен нулю. Можно показать, что, как и в случае диффузионного режима реакции на поверхности частицы, в этой области само приближение диффузионного пограничного слоя теряет пригодность. [c.180]

Диффузия к капле при конечной скорости поверхностной химической реакции [c.184]

В работе [45] рассмотрена плоская задача о диффузии к круговому цилиндру, обтекаемому в поперечном направлении потоком при малых числах Рейнольдса, в случае поверхностной химической реакции порядка х. В этом случае в уравнении диффузионного пограничного слоя и граничных условиях (1.2) — (1.4) фигурируют величины (см. 6 гл. 3) [c.188]

Рис. 5.4. Зависимость нормированного среднего числа Шервуда от величины к Ре У для обтекания кругового цилиндра при малых числах Рейнольдса в случае степенного закона поверхностной химической реакции.

Массоперенос к сферической частице в поступательном потоке. Поверхностная химическая реакция первого порядка [c.206]

Рис. 6.2. Зависимость среднего числа Шервуда от числа Пекле для различных режимов протекания поверхностной химической реакции,.

Формулы (3.8) — (3.10) позволяют проследить влияние различных характеристик на ноле температуры вне и внутри движущейся сферической частицы с поверхностной химической реакцией. Из (3.8), (3.9) следует, в частности, что движение приводит как к изменению средней температуры частицы, так и к появлению разности температур между точками на ее лобовой и кормовой поверхностях. Величина и знак этого эффекта определяются тепловым эффектом и величиной числа Льюиса по сравнению с единицей, обращаясь в нуль при Le = 1. [c.239]

Неизотермическая поверхностная химическая реакция [c.241]

Нуссельта) для реагирующей частицы, находящейся в поступательном или сдвиговом потоке, могут быть представлены в единой компактной форме, если заметить, что (как следует из результатов 1, 2) число Шервуда для частицы с поверхностной химической реакцией, протекающей в диффузионном режиме (бесконечная скорость химической реакции, А оо), равно в поступательном потоке [c.247]

Например, в случае неизотермической поверхностной химической реакции первого порядка, скорость которой зависит от температуры по закону Аррениуса - 8 С, Т ) = ехр [— Е I ЯТ )] система уравнений [c.248]

В случае изотермической 1 = 0) поверхностной химической реакции, скорость которой определяется функцией Е (г), для числа Шервуда из (4.19) получаем уравнение [c.248]

I при разных значениях числа Пекле и константы скорости поверхностной химической реакции согласно соотношению (8,19). Видно, что процесс массообмена практически выходит иа стационарный режим при Ь >> 2/Ре, т, е., в [c.325]

Сильно поверхностно-активные вещества (не стабилизаторы) могут быть дезмульгаторами устойчивых эмуЛьсий, т. е. способствовать их расслоению в результате коалесценции капелек. Адсорбируясь сильнее, чем стабилизатор, такие деэмульгаторы вытесняют его с поверхности капелек, но агрегативную устойчивость эмульсий они не обеспечивают, т. е. не могут предотвратить коалесценцию — слияние капелек. Адсорбируясь на твердых поверхностях, например на поверхности частичек пигментов или наполнителей, поверхностноактивные вещества второй группы могут резко изменять молекулярную природу твердой поверхности, т. е. условия ее избирательного смачивания на границе двух антиполярных жидкостей вода — масло. В результате такой ориентированной адсорбции поверхностно-активных веществ происходит гидрофобизация первоначально гидрофильных твердых поверхностей и, наоборот, гидрофилизация первоначально гидрофобных поверхностей. При этом особенно резко выражен эффект гидрофобизации он усиливается химической связью — фиксацией полярных групп поверхностно-активных веществ на соответствующих участках твердых поверхностей. Достаточно длинные углеводородные цепи, ориентированные при этом наружу, вызывают несмачивание такой поверхности водой или избирательное вытеснение воды с такой поверхности неполярной жидкостью (маслом). Такими гидрофобизато-зами являются прежде всего флотационные реагенты-собиратели. 4х задача состоит в том, чтобы в результате избирательной химической адсорбции или соответствующей поверхностной химической реакции понизить смачивание водой поверхности определенных твердых частичек, например минерала. Именно такие частички и прилипают к пузырькам воздуха в суспензии (пульпе) флотационной машины с образованием краевого угла, наибольшее гистерезисное значение которого определяет интенсивность прилипания (силу отрыва). На неокислен-ных металлах и сульфидах такими гидрофобизаторами бывают поверхностно-активные вещества со специфическими химически адсорбирующимися полярными группами, которые содержат двухвалентную серу или фосфор (например, алкил- и арилксантогенаты, тиофосфаты с металлофильными группами). [c.68]

Теория поверхностных химических соединений Шилова рассматривает область поверхностных химических реакций как промежуточную между областью поглощения ( молекулярной сорбции ) и областью обычной химической реакции. Согласно этой теории, поверхностные химические реакции, так же как и молекулярная сорбция, не приводят ни к каким новым веществам, которые можно было бы выделить, так как атомы твердого тела, вступая в поверхностную химическую реакцию, не порывают связи с другими атомами, составляющими пространственную решетку этого твердого тела. Поэтому поверхностные химические соединения и не выделяются в виде новой фазы. Поверхностные соединения нужно считать стехиометрически неопределенными и неопределенными также в отношении своего фазового состояния. [c.51]

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]

Фианчеокая адсорбция, П ротекает шад действием ван-дер- ваальсовых сил. тогда как химическая (хемосорбция) связана с. поверхностными химическими реакциями. [c.347]

Медленная коагуляция идет часами и сутками. В золе металлического селена с добавлением 50 ммоль/л хлористого калия быстрая коагуляция заканчивается в течение 20 сек, а медленная в среднем за 55 ч. При медленной коагуляции агрегация идет вначале между сильно разряженными частицами, а затем соединяются частицы с большей величиной -потен-циала. Возможность коагуляции возрастает при всех условиях, снижающих величину -потенциала, а именно при адсорбции ионов, добавлении неэлектролитов, образующих сольваты и гидраты со средой, при поверхностных химических реакциях. [c.127]

Ранее для сисгем с химическими реакциями методом линейного анализа устойчивости бьшо показано, что простейшие поверхностные химические реакции первого порядка могут порождать межфазную неустойчивость, когда реагентом являегся по-верхностно-активное вещество (ПАВ). Поскольку кинетическая схема химических реакций в реальных химико-технологических процессах хемосорбции газов является очень сложной (например, при поглощении углекислого газа водными растворами щелочей или этиламинов она включает от двенадцати до восьмидесяти стадий), важно обобщить результаты анализа хемокапиллярной устойчивости, полу генные для простейшей химической реакции, на случай многокомпонентной реакции с нелинейной кинетической зависимостью ее скорости от концентрации. [c.30]

Задача о массотеплообмене движущейся твердой частицы, капли или пузыря с окружающей средой лежит в основе расчета многих технологических процессов, связанных с растворением, экстракцией, испарением, горением, химическими превращениями в дисперсной системе, осаждением аэрозолей и коллоидов и т. п. Так, в промышленности процесс экстракции проводится из капель или пузырей, широко применяются гетерогенные химические превращения с использованием частиц катализатора, взвешенных в жидкости или газе. При этом скорость экстракции и интенсивность каталитического процесса в значительной мере определяются величиной полного диффузионного притока реагента к поверхности частиц дисперсной фазы, который в свою очередь зависит от кинетики поверхностной химической реакции, характера обтекания частицы, влияния соседних частиц и других факторов. [c.9]

Пригодность приближенного уравнения (5.6) при промежуточных значениях чисел Пекле и Рейнольдса в случае цостуиательного вязкого обтекания твердой сферы проверялась путем сравнения с известными результатами численного решения соответствуюш,ей задачи для поверхностной химической реакции первого порядка (х = 1) при Ре = 10, 20, 50 (этим значениям числа Пекле соответствовали значения числа Рейнольдса Re = 10, 20, 1/2). Из таблицы 13, приведенной в книге [12], следует, что использование уравнения (5.6) приводит к очень хорошим результатам (ошибка не превосходит 1,5%). [c.190]

Влияние скорости течения на число Шервуда показано на рис, 6,2 при S == 1 и различных значениях безразмерной константт>1 скорости поверхностной химической реакции. [c.219]

В 1, 2 исследовалось поле концентраций при протекании изотермической химической реакции на поверхности сферы, находящейся в потоках различного типа. Во многих случаях поверхностная химическая реакция сопровождается выделением или поглощением тепла. Нижо рассматривается простая модельная задача [371 о распределении температуры вне и внутри теплопроводящей сферической частицы, которое обусловлено тепловым эффектом поверхностной реакции, протекающей в диффузионном режиме. [c.235]

Здесь jn и Стоо — концентрации участвующих в реакции веществ в потоке и на бесконечности, и -- температура потока и частицы, Тоо — невозмущенная температура на бесконечности, Ре и Ре — диффузионные и тепловое числа Пекле, U — характерная скорость потока, I)jn — коэффициент диффузии т.-компонента величины Нуп определяются теплотой каждой реакции и стехиометрическими коэффициентами для ттг-компонента Fsm — суммарная скорость поверхностной химической реакции по т-компоненту (i s < ли реагент т потребляется в ходе химической реакции, и О, если он обра- [c.242]

Возмолатость получения этой формулы, основывается па том, что в случае поверхностной химической реакции величина суммарного притока реагента к частице сохраняет постоянное значение па любой поверхности, охватывающей частицу, например, на сфере большого радиуса. Поэтому для приближенного расчета интегрального массообмена реагирующей частицы произвольной формы с окружающей средой можно воспользоваться знанием асимптотического поведения распределения концентрации на больших расстояниях от частицы, которое в случае медленного движения частицы Может бтлть выражено че рез более простую интегральную характеристику реагирующей частицы — Sh(). [c.251]

Следует отметить, что формулы (5.36) и (5.44) в явном виде не содержат константу к, так что зависимость числа Шервуда от скорости поверхностной химической реакции проявляется в зависимости SHq = Sho к)- Форма зависимости числа Шервуда от Sho совпадает с соответствующей зависимостью в случае диффузионного режима реакции на поверхности частицы и переходит в нее при к- оо. Интересно отметить, что, как следует из результатов [112, 119], асимптотические выражения среднего числа Шервуда для частиц произвольной формы (формулы (5.36), (5.44)) в рамках иснользованпого приближения не могут быть улучшены, так как информации о поле скоростей поступательного (соотношения (5.2) — (5,4)) и сдвигового (соотношения (2.1), (5.3), (5.4)) потоков оказывается недостаточно для получения следующих членов разложения. [c.262]

Рис, 7,10. Зависимость среднс го числа Шервуда для сферической частицы от безразмерного времени при разных числах Пекле и скоростях поверхностной химической реакции первого порядка. [c.325]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология