Константа внутренней диффузии

Рис. 1Т.24. График для определения коэффициента внутренней диффузии и константы скорости адсорбции дейтерия на никелевом катализаторе

Особенности хроматографических методов измерения коэффициентов внутренней диффузии и констант скоростей адсорбции [c.159]

Обозначим константу скорости реакции первого порядка в слое твердых частиц порозностью через к. Будем рассматривать гетерогенные реакции в системе газ — твердые частицы их общая скорость лимитируется либо диффузией, либо кинетикой реакции адсорбции или десорбции. В первом случае процесс может лимитироваться внутренней диффузией (в порах частицы) либо внеш-йей (к наружной поверхности частицы). Общая скорость реакционного процесса максимальна в случаях, когда лимитирующей стадией является внешняя диффузия. Кроме того, диффузия может контролировать процесс в слое с барботажем пузырей, когда наиболее медленной стадией является приток свежего реагента от пузырей к непрерывной фазе. [c.311]

Установлено, что константа внешней диффузии р для ламинарной области фильтрации не зависит от скорости фильтрации [18]. Константа внутренней диффузии р также не зависит от скорости фильтрации. Поэтому р тоже не зависит от скорости фильтрации и является постоянной величиной. Квазидиффузионная константа В зависит от скорости фильтрации В = аи. Поэтому формула (27) может быть записана в таком виде [c.137]

Мы рассмотрим здесь только предельный случай этой задачи, а именно тот случай, для которого константа внутренней диффузии в твердом теле достаточно велика и поэтому не возникают сколько-нибудь значительные градиенты концентрации. В действительности мы выбираем в качестве процесса, определяющего скорость, перенос ионов через жидкую пленку, окружающую частицу. Для простоты допустим, что частицы представляют собой однородные сферы одинакового радиуса г . Будем считать величину [c.37]

Основное выражение для константы внутренней диффузии в газо-адсорбционной хроматографии имеет вид [6] [c.111]

Таким образом, при неизвестном а, с одной стороны, единственно надежную оценку истинного отношения констант к можно получить из экспериментов в условиях, когда диффузия в порах несущественна. С другой стороны, находя отношение значений к при сильном и ничтожном влиянии диффузии в порах, определяют величины а. Это, в свою очередь, позволяет уточнить геометрию пористой структуры катализатора. Указанный сдвиг значения а от величины а = может также повлиять на анализ кинетики в области внутренней диффузии, что приводит к уравнениям (XIV,11) и (XIV,31) и к наклону, равному —1, на рис. Х1У-8. [c.440]

Коэффициент внутренней диффузии, входящий в выражение для константы скорости диффузии, может быть выражен соотношением [c.192]

Константа скорости диффузии представляет собой количество вещества, переносимое через единицу поверхности в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице. При конвективной диффузии перенос вещества идет за счет энергии внешних сил. Вследствие этого решающими факторами для скорости переноса являются скорость и режим движения пара, характер поверхности и т. п. Влияние размера молекул, вязкости и других факторов, важных для внутренней диффузии, незначительно. [c.99]

При помощи анализа второго и дальнейших моментов можно получить сведения о всех кинетических постоянных, которые нужно учитывать при описании адсорбционного процесса. Если скорость процесса определяется внутренней диффузией, то можно сравнительно просто определить значение коэффициента радиальной диффузии внутрь зерна пористого адсорбента (причем опять в широком интервале температуры, концентрации и т. п.). Если процесс определяется кинетикой адсорбции (например, при хемосорбции или при катализе), то можно при кинетических уравнениях первого порядка) определить константу скорости процесса (реакции) [23]. Так, например, нами были определены константы скорости каталитической реакции для случая обмена кислорода на катализаторе V Os при 500° С [24]. [c.452]

Под влиянием диффузии селективность изменяется только при условии, что порядки двух параллельных реакций различны. Для более низкого порядка величина г) больше, чем для более высокого (см. разд. 5.3), и под влиянием внутренней диффузии реакция низкого порядка получит преимущество. Если В является целевым продуктом як] — константа скорости реакции [c.76]

Исследования сорбционных процессов, проводимые в институте, развиваются в направлении совершенствования теории метода применительно к решению крупных аналитических и технологических задач. Детальным исследованием конкретных систем раствор—ионит выявляются особенности равновесия и кинетики (физическая модель), определяются характеристические величины (коэффициент распределения, константа обмена, коэффициент внешней или внутренней диффузии), записывается соответствующая [c.8]

Существенными недостатками описанных выше стационарных методов измерения коэффициентов внутренней диффузии и констант скоростей адсорбции являются, как уже указывалось, относительная сложность аппаратуры и длительность измерений, необходимость приготовления зерен катализатора заданной формы, невозможность осуществления измерений в широком интервале температур и давлений и в различные времена работы катализатора. [c.159]

В этом уравнении ба определяет вклад константы скорости адсорбции в значение второго момента 63 — вклад внутренней диффузии 64 — вклад внешней диффузии из газовой фазы к частице [c.177]

На размывание адсорбционных волн при поглощении веществ сорбентом из потока носителя влияют внутренняя диффузия, массопередача от потока к зернам сорбента, продольная молекулярная диффузия, грануляционный и стеночный эффекты [1], В работе [1] рассмотрено общее решение задачи динамической сорбции при линейной изотерме и значение динамических констант при различных механизмах размывания адсорбционных волн. Общее действие этих трех последних факторов может быть оценено некоторым эффективным коэффициентом продольного переноса О [2]. Тогда эффективный кинетический коэффициент 3 , определяемый из динамических опытов, будет выражаться по [2] уравнением (1) [c.267]

Так как скорость адсорбции и ионного обмена контролируется диффузией, то влияние температуры на константы скоростей этих процессов определяется зависимостью коэффициентов внешней и внутренней диффузии от темпе- [c.88]

Связь между константами скоростей адсорбция и ионного обмена и коэффициентами внешней и внутренней диффузии будет рассмотрена в гл. V. Используя эти данные, можно определить вид теоретической зависимости констант скоростей адсорбции и ионного обмена от температуры. [c.88]

Поскольку константа скорости внутренней диффузии Ра не зависит от скорости потока, то в случае внутридиффузионной кинетики прямо пропорциональна скорости потока. Аналогичная зависимость будет иметь место и в случае внешней диффузии, если в исследованном интервале скоростей Pi не зависит от скорости потока. Из всех составляющих продольной диффузии только молекулярная диффузия не зависит от скорости потока и оказывает наиболее существенное влияние при малых скоростях. [c.127]

Для того, чтобы оценить константы скорости внешней и внутренней диффузии, мы с некоторой погрешностью рассматриваем зависимость от и в интервале скоростей 2,5 — 5,5 см/мин как прямолинейную, т. е. предполагаем, что п X 1. Заменяя в уравнении (6) р согласно (5) и пренебрегая продольной диффузией, получаем [c.128]

Полученная таким образом константа скорости внутренней диффузии Ра = 0,4 сек . Поскольку Ра не зависит от скорости потока, то, зная Ра, можно, оценить р при различных скоростях. [c.128]

В табл. 2 даны константы скорости внешней диффузии и доли размытия фронта, обусловленного внутренней диффузией при различных скоростях потока. [c.128]

Константа скоростей внешней диффузии и доли размытия фронта, обусловленного внутренней диффузией [c.129]

Вследствие применения мелких зерен поверхность соприкосновения Р во взвешенном слое больше, чем в неподвижном, внутренняя диффузия не тормозит процесса. Благодаря турбулентному движению зерен твердого материала интенсифицируются процессы тепло-и массообмена, устанавливается постоянная температура в слое константа скорости к во взвешенном слое выше, чем в неподвижном. Однако по степени перемешивания реакторы неподвижного слоя близки к идеальному вытеснению, а взвешенного — к полному перемешиванию. Поэтому движущая сила процесса АС во взвешенном слое меньше, чем в неподвижном, причем эта разница возрастает с повышением степени превращения. Снижение движущей силы можно сократить секционированием взвешенного слоя, т. е. применением многополочных аппаратов. [c.112]

Внутренняя диффузия зависит от пористой структуры катализатора. По размерам поры условно делятся на три категории микро-поры диаметром менее 15 А, мезо-поры диаметром от 15 до 150 А и иакропоры диаметром более 150 А. Диаметр пор определяет внутреннюю диффузию. Основную долю общей поверхности многих катализаторов составляет внутренняя поверхность, поэтому именно на ней происходит большая часть взаимодействий и столкновений молекул реагентов. Структура пор весьма разнообразна, и в уравнение скорости внутренней диффузии входит фактор эффективности, учитывающий, насколько затруднена для реагентов диффузия в поры и из них. Однако во многих случаях не так важно знать величину константы скорости внутренней диффузии к, как выяснить, протекает ли реакция в основном на внешней поверхности катализатора или внутри пор, и определить последствия этого. Например, для последовательной реакции [c.10]

I — режим незначительного диффузионного оопрота-вления II — промежуточный решим III — режим, лимитируемый внутренней диффузией Я — радиус гранул к — константа скорости реакции — эффективный коэффициент диффузии для гранул а — свободная поверхность на единицу объема [c.450]

Рассматриваемые реакции относятся к гетерогенно-каталитическим, в которых решающую роль играют перенос протона от твердой поверхности к жидким реагентам, поэтому на скорость (глубину) реакции влияют величина поверхности катализатора, сорбируемость реагентов на поверхности, температура, а также транспорт реагентов к зернам и активным центрам катализатора, т.е. внешняя и внутренняя диффузия. Важной с точки зрения выбора оптимального режима процесса является знание термодинамической константы равновесия. Приведенные в литературе значения концентрационных констант равновесия зависят от состава реакционной массы и изменяются в широких пределах [64]. Расчетное же значение константы (> 1 ООО при 298 К [64]) явно завышено, имея в виду экспериментально установленную обратимость реакции взаимодействия СН3ОН с изобутиленом. Строгий подход предполагает учет влияния растворителя на равновесие реакции синтеза метил-777ет -бутилового эфира [65] [c.26]

Уравнение (7) не зависит от кинетики реакции. В нашем случае D = 1,6 10-3 M J eK, г = 0,035 см. Расчет проведен по максимальной скорости dnldx (в начальный момент дегидрирования, при л 0). Расчет по уравнению (7) показал, что в температурном интервале 510—550° С реакция дегидрирования бутана в наших условиях протекает в кинетической области, а при 570° С имеет место внутридиффузионное торможение, что приводит к резкому снижению энергии активации. Необходимо отметить, что наблюдаемая энергия активации при внутриднффузионном торможении не равна половине энергии активации реакции в кинетической области. Это объясняется тем, что в области внутренней диффузии наблюдаемая константа скорости для обратимых реакций не подчиняется уравнению Аррениуса, и понятие наблюдаемой энергии активации теряет смысл [2]. [c.77]

Из уравнения (7.57) видно, что обратная величина суммарной константы скорости реакции выражает суммарное сопротивление перехода вещества и равна сумме трех величин, из коих первая определяет химическое сопротивление, втораявнешнее диффузионное и третья — сопротивление внутренней диффузии при реагировании в объеме тела. [c.124]

Величина внутридиффузионного потока зависит от проницаемости материала и интенсивности реагирования внутри него и определяется значениями кинетических констант и размером внутренней реакционной поверхности в единице объема частицы. Так как внутридиффузионная и внутриреакционная способности связаны со структурными свойствами кокса, то свойства, описываемые вторым членом, так же как и первым членом, который выражает чисто химические свойства, должны быть типичными для данного сорта топлива. Исходя из этого, Л. Н. Хитрин показал, что в случае полной проницаемости и малой величины внутренней диффузии, когда соединение углерода с кислородом происходит по закону реакции первого порядка, реагирование пористой частицы можно представить как суммарный процесс потребления кислорода, принимаемого условно протекающим на внешней ее поверхности. Поэтому можно считать, что величина д характеризует эффективные кинетиче- [c.335]

Член с константой С записан для газов, не сорбирующихся на поверхности пор. Он состоит из двух частей первая из них учитывает торможение за счет массопереноса в газовой фазе, вторая дает приближенное описание диффузии внутрь сферического зерна. Выражение для учета массо-аередачи основано на описании сопротивления пленки в ламинарном потоке, поэтому его лучше применять при малых скоростях. При больших скоростях потока описание будет менее точным, но влияние внешней диффузии на суммарное размытие полосы уменьшится, и это не должно сказаться на точности определения коэффициента внутренней диффузии. Теоретически константа С должна быть равна нулю для непористых таблеток. [c.165]

Обобщая полученные результаты , можно утверждать, что кинетика сорбции (ионного обмена) во внутридиффузиойной области приближенно может быть описана уравнением (4.25), если под у понимать константу скорости внутренней диффузии. Эта константа по аналогии с уравнением (5.19) зависит от коэффициента внутренней диффузии, геометрических размеров зерен минерала и от его сорбционной e iкости, но не iwвисит от гидродинамики потока. [c.99]

Развитая теория описывает геохтгическую миграцию, обусловленную фильтрацией, в слабо сорбирующей срсдс, если известны сорбционная емкость породы коэффициент продольной диффузии ) растворенного вещества и константа скорости внутренней диффузии-у. Эти величины могут быть определены экспериментально. Пользуясь полученныш решениями, легко рассчитать дальность миграции вещества залежи, количество мигрировавшего за определенное вре.хгя вещества и закон распределения вещества в пространстве над залежью. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология