Льюиса переноса вещества

Пленочная (двухпленочная) модель Льюиса и Уитмена основана на предпосылках, ранее рассмотренных Перистом при изучении им растворения твердых тел в жидкостях. По этой модели с обеих сторон поверхности контакта фаз образуются неподвижные или ламинарно движущиеся пленки, в которых перенос вещества осуществляется только молекулярной диффузией. Эти пленки отделяют поверхность контакта фаз от ядра потока, в котором концентрация практически постоянна все изменения концентрации вещества происходят в пленке. [c.18]

Число Льюиса появляется в задачах, в которых одновременно рассматривается перенос вещества и тепла. Из данных табл. 5.2 следует, что для газов Те 1, т. е. оба процесса равноправны, в то время как в жидкости Ье 1, т. е. перенос тепла доминирует над диффузионным переносом массы. [c.73]

При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]

Наиболее полное отражение механизм массопередачи получил в теории В. Левича о диффузионном пограничном слое, развитой на основе современных представлений гидродинамики турбулентных потоков. Эта теория учитывает как молекулярную, так и конвективную диффузию, т. е. перенос вещества потоком жидкости, который имеет место в гидродинамическом пограничном слое главным образом в результате проникания в него турбулентных пульсаций. Молекулярный перенос становится определяющим лишь в узкой области около границы раздела, где коэффициент турбулентной диффузии меньше молекулярного. Диффузионный пограничный слой принципиально отличается от жидкой пленки Льюиса—Уитмена, так как его толщина зависит от гидродинамических условий, свойств жидкости и собственно коэффициента диффузии. В этом слое происходит резкое изменение концентрации и толщина его определится уравнением [c.73]

Уравнения (а)—(в) по записи аналогичны. Эти уравнения содержат три физических параметра D, а я v, каждый из которых характеризует соответственно перенос вещества, теплоты и импульса. Размерности D, а и одинаковы (м /с). При D a=v расчетные поля концентраций, температур и скорости будут подобны, если имеет место подобие условий однозначности. В частности, поля концентраций и температур будут подобны, если D=a или Dla=l. Отношение D/a называют числом Льюиса — Семенова и обозначают через Le. [c.338]

Однако примерно в то же время (1923 г.) Г. Льюис предложил теорию, более широко рассматривающую кислотно-основные взаимодействия. Как вы видели, процессы диссоциации сводились, по существу, к переносу протона с одной пары электронов (в кислоте) на другую, свободную (в основании). Льюис предложил считать критерием кислотности способность вещества принять пару лектронов (протон ее принимает [c.234]

Диффузия вещества также вызывает возникновение выталкивающей силы при этом, как показано в гл. 6, нередко одновременно происходит перенос тепла, а также одной или нескольких составляющих смеси. Дополнительная выталкивающая сила может значительно изменить характеристики устойчивости возникающего течения. Два важных фактора вызывают сложное взаимодействие между возмущениями скорости, температуры и концентрации во-первых, выталкивающие силы могут быть одинаково или противоположно направлены во-вторых, если число Льюиса Le = S /P r = /D отличается от 1,0, то тепловые и диффузионные слои имеют различные размеры, как показано на рис. 6.3.2 и 6.3.3. Это аналогично влиянию числа Прандтля на относительные размеры динамического и теплового слоев. [c.96]

Пленочная теория. Эта наиболее простая теория массопередачи представляет собой развитие идей, ранее выдвинутых Льюисом Пленочная теория допускает, что в движущейся жидкости имеются ламинарные и турбулентные области скорость массопередачи определяется скоростью молекулярной диффузии, а влияние турбулентности проявляется в увеличении потока вещества Ма и может быть охарактеризовано величиной диффузионного пути — эффективной толщиной пленки . В уравнении (V, 38), полученном для переноса в стационарных условиях, расстояние г приобретает, таким образом, значение эффективной толщины, меньшей, чем действительное расстояние, на котором наблюдается падение концентраций, но оказывающей сопротивление молекулярной диффузии, равное общему сопротивлению. Обозначив в уравнении (V, 38) >л(р/Л1)ср/2 = , получим [c.191]

Оксид алюминия. В отличие от диоксида кремния активность оксида алюминия повышается при нагревании вплоть до 1000 °С. Это служит убедительным доказательством, что активными центрами на поверхности оксида алюминия являются не гидроксильные группы. В действительности, как можно судить по характеристикам удерживания, при хроматографировании на оксиде алюминия проявляются три типа взаимодействий растворенного вещества с адсорбентом. В первом типе адсорбаты с легко поляризующимися электронами (основания Льюиса) взаимодействуют с очень сильными положительными полями вокруг ионов АР+ на поверхности оксида алюминия. Взаимодействия второго типа приводят к преимущественному удерживанию кислых растворенных веществ, по-видимому, в результате образования донор-но-акцепторных связей между протонами и основными центрами (02--ионами) на поверхности оксида алюминия. И, наконец, некоторые соединения ароматического ряда, очевидно, удерживаются в результате взаимодействий, связанных с переносом заряда, возможно из-за переноса электрона к положительно заряженным АР+-центрам. Кажется совершенно естественным, что когда два растворенных вещества отличаются главным образом своей электронной структурой, то из адсорбентов наиболее предпочтителен в этом случае оксид алюминия. Так, он превосходит диоксид кремния по разделению ароматических или олефиновых углеводородов. [c.558]

Серьезным недостатком теории Льюиса является, наконец, отсутствие последовательной и единообразной шкалы силы кислот и оснований. Можно только установить относительную силу кислот (по отношению к определенному основанию) и относительную силу оснований (по отношению к определенной кислоте , но получаемые шкалы обычно между собой не сравнимы. Если, например, сравнивать между собой фторидные комплексы бериллия(II) и меди (II), то большая прочность первых позволяет предположить, что бериллий (II) является более сильной кислотой, чем медь(П). Но мы не можем переносить эту зависимость на другие системы. При сопоставлении силы кислот относительно молекулы МНз в качестве основания Льюиса мы пришли бы к прямо противоположному заключению в связи со значительно большей прочностью аммиачных комплексов меди(П) по сравнению с аммиачными комплексами бериллия(П). Эти трудности установления единой шкалы могут быть результатом того, что теория Льюиса пытается упорядочить и свести к общим принципам много разнообразных типов химических реакций, в которых более или менее решающую роль играют другие факторы, помимо образования координационной связи. Однако во многих случаях теория Льюиса оказалась очень полезной, позволив разъяснить ход ряда реакций и интерпретировать свойства веществ. [c.223]

Другой подход был предложен Льюисом [5], исходившим из классической теории кислот и оснований он стремился расширить суш,ествовавшие представления. Как отмечалось, Бренстед и Лоури отбросили исходное ограничение но отношению к нейтральным веществам, оставив в качестве существенного ограничения перенос протона. Льюис предложил не ограничиваться реакциями с участием протона и применил название кислота к каждому электрофилу, образующему связь, т. е. ко всякому веществу, которое способно принимать часть электронов от другой молекулы. Согласно его определению, основное вещество предоставляет электронную пару для химической связи, а кислотное вещество принимает такую пару . Соответствующие примеры имеются во вторых главных группах табл. 56 и 57. Льюис касался главным образом вопроса о способности реагентов к координации было естественно сделать следующий шаг с тем, чтобы несколько расширить понятия основание и кислота и включить те реагенты, которые полностью отдают или принимают электроны. Льюис, вероятно, допускал такое расширенное толкование, которое в явной форме ие иллюстрировалось им, но все же соответствует по крайней мере одному из данных Льюисом альтернативных определений. Примеры, подтверждающие это, можио найти в первых разделах табл. 56 и 57. В таком более широком смысле термин основание становится синонимом нуклеофильного реагента, а термин кислота — синонимом электрофильного реагента. Цепь рассуждений Льюиса трудно критиковать однако определения оснований и кислот по Бренстеду и Лоури весьма полезны и их нельзя не учитывать. В дальнейшем изложении понятие оснований и кислот применяется без особых объяснений в смысле, данном Бренстедом и Лоури, а термины нуклеофильный и электрофильный применяются для описания более широких классов реагентов . [c.207]

До СИХ пор мы рассматривали в качестве растворителя только воду, а в качестве носителя кислотных свойств только протон. В таких случаях более удобны определения кислоты и основания, предложенные Бренстедом и Лаури. В самом деле, когда говорят, что вещество обладает кислотными или основными свойствами, то обычно имеют в виду водные растворы, а упомянутые термины применяются в рамках представлений Арре1шуса либо Бренстеда-Лаури. Преимущество теории Льюиса заключается в том, что она позволяет рассматривать более разнообразные реакции, включая реакции, не сопровождающиеся переносом протона, такие, как кислотно-основные реакции в водных растворах. Во избежание путаницы вещество, подобное ВРз, редко называют кис ютой, но это можно делать в том случае, если из контекста понятно, что данный термин применяется как определение Льюиса. Чаще вещества, обладаю- [c.99]

Точность полученных значений энергии активации бы ла недостаточной, так как сопротивление на поверхности раздела в опытах Льюиса составляло от1Юсительно небольшую часть (20—бО/о) общего сопротивления. Несмотря иа это, применение диффузионных ячеек с перемешиванием является лучшим способом определения констант скорости реакции на поверхности раздела, так как перенос вещества к поверхности раздела и от нее сравнительно быстрый, и сопротивление на поверхности раздела составляет наиболее значительную долю от общего сопротивления. [c.76]

С представлениями Льюиса о природе кислот и оснований согласуются многие реакции. В отличие от теории Бренстеда — Лаури, в которой за основу взят процесс переноса протона от одного вещества к другому, в теории Льюиса подчеркивается роль электронной пары льюисовой кислоте недостает электронной пары на пустой орбитали или же у нее имеется орбиталь, которая может стать вакантной, а льюисово основание располагает несвязывающей электронной парой и может предоставить эту пару другому веществу, которому недостает электронной пары. В табл. 14.3 приведены примеры нескольких льюисовых кислот [c.250]

Ввиду полной аналогии между процессами переноса тепла и вещества все формулы, связывающие критерии подобия, можно считать общими для обоих процессов. Поэтому целесообразно давать соответствепным тепловому и диффузионному критериям одинаковые названия. Введение специального названия для критерия Шмидта широко распространилось в новейшей литературе, но несколько усложняет изложение. Там, где это представляется нам более удобным, мы будем называть его диффузионным критерием Прандтля. Отношение коэффициентов диффузии и температуропроводности, т. е. критериев Прандтля и Шмидта иногда называют критерием Льюиса Le = Dia = Pr/S . [c.32]

Концепция электронной теории достаточно емкая, чтобы вклю чить представление о переносе протона в качестве частного случая. Поскольку электронодонорные молекулы могут сочетаться с протонами, то основания Льюиса идентичны основаниям Брёнстеда. С другой стороны, определение кислоты по Льюису охватывает многие вещества (например, ион серебра, треххлористый бор), которые не подпадают под определение кислоты, как донора протонов. [c.161]

Еще не вполне выяснены точные структуры этих аддуктов и природа участвующих связей. Например, при взаимодействии антрацена и тетрациано-этилена образуется голубое комплексное соединение. Тетрацианоэтилен — это особый тип кислоты Льюиса, потому что все четыре цианогруппы оттягивают электроны от центральной углерод-углеродной двойной связи, и эти два атома углерода становятся относительно бедными электронами. я-Электроны антрацена восполняют этот недостаток путем частичного переноса зарядов, и образующееся вещество существует в силу взаимопритяжения противоположных зарядов. В каждой части комплекса заряд стабилизуется посредством [c.184]

Комплексы фторидов ксенона. Фториды реагируют с сильными кислотами Льюиса, содержащими фтор, такими, как ЗЬРб и АзРб, с образованием аддуктов. Во всех случаях, кроме Хер2-1р5, когда образуется молекулярная решетка, происходит перенос иона Р и получаются твердые вещества, содержащие [c.401]

При кулонометрии следует знать стехиометрию процесса, происходящего на электроде, процесс должен проходить со 100%-ным выходом по току, а продукт реакции, происходящей на втором электроде, не должен оказывать мешающего влияния на реакцию у данного электрода. Если происходят промежуточные реакции, они тоже должны удовлетворять указанным требованиям. Обычно электролитическая ячейка состоит из изолированных камер. Потери растворенного вещества в связи с диффузией, ионной или электрической миграцией, или просто ири переносе массы, должны быть минимальными. И, наконец, конечную точку определяют любым из многих методов титрования, не обязательно кулонометрическим. Ошибки оиределения конечной точки ограничивают общую достигаемую точность. Купер и Куейл [14] критически рассмотрели ошибки в кулонометрии, а Льюис [15] опубликовал обзор кулонометрических методов. [c.117]

Реакции К. к.-о. протекают не только в растворах, по также на поверхности твердых катализаторов, обладающих свойствами кислот и оснований (алюмосиликаты, ионообменные смолы и др.)- Перенос протона от кислоты к основанию является част1шм случаем акцепторно-донорного взаимодействия общего тина, т. е. образования координационной связи между акцепторами и донорами электронных пар и гетеролитич. расщепления таких связей. С этих позиций Г. И. Льюис характеризует кислоту как акцептор, а основание — как донор электронной пары, включая в класс кислот и оснований широкий круг веществ, электронное строение к-рых определяет их акцептор-но-донорные свойства. Во взаимодействии с акцептором может участвовать не только неподеленная пара электронов донора, но также вся система я-электронов ароматич. ядра. [c.241]

Из ряда работ, особенно советских ученых, следует, что скорость массоотдачи к поверхности сильно перемешиваемой жидкости может совершенно не зависеть от коэффициента молекулярной диффузии переносимого растворенного вещества. Так, Кишиневский и Серебрянский [80] не обнаружили влияния изменения В при абсорбции водорода, азота и кислорода водой, перемешиваемой мешалкой с частотой 1700 об/мин. Аналогичную картину при переносе между двумя перемешиваемыми несмешивающимися жидкостями установил Льюис [94]. Однако Мак-Мейнеми, Дэвис, Уоллен и Коз [106], используя пары несмешивающихся жидкостей и установку, аналогичную той, которую применял Льюис, пришли к заключению, что существуют пропорциональность Этот вывод был основан как на анализе их собственных данных, так и данных Льюиса. Возможно, что в случае высоких скоростей перемешивания, при которых проводили опыты Кишиневский и Серебрянский, небольшие капли одной фазы были диспергированы в другой, где они достигали равновесия прежде чем происходили их коалесценция и возвращение в первую фазу. [c.176]

После этого несколько затянувшегося вводного обсуждения можно перейти к рассмотрению многочисленных перегруппировок алкильных и родственных им соединений, катализируемых сильными водородными кислотами и кислотами Льюиса. Можно ожидать, что такие катализаторы будут благоприятствовать как анхимерной помощи гетеролизу в тех соединениях, где это явление может наблюдаться, так и перегруппировке образующихся ионов. Был проведен ряд исследований перегруппировок алкилгалогенидов в присутствии галогенидов алюминия. Под влиянием хлористого алюминия хлористый н-пропил подвергается внутримолекулярной перегруппировке [113] с образованием хлористого изопропила, а бромистые этил [114] и н-пропил [35 аналогично перегруппировываются под действием бромистого алюминия, хотя последние реакции сопровождаются процессами переноса гидрид-иона (ср. разд. V), которые приводят к образованию углеводородов и полимерного вещества. Представляется вероятным (см. разд. И), что в этих реакциях происходит образование ковалентных соединений типа R — Вг — А1Вгз, которые требуют нуклеофильной помощи для разрыва связи R — Вг. Такая помощь может быть оказана путем внутримолекулярной миграции гидрид-иона, приводящей к образованию продукта перегруппировки, или путем межмолекулярного переноса гидрид-иона, который приводит к образованию углеводорода. Перегруппировки третичных галогенидов в таких условиях, когда активными промежуточными частицами, по-видимому, являются соответствующие карбониевые ионы [27, 33], были изучены Робертсом [115]. Смесь хлористого 1-С -т/зет-бутила и хлористого алюминия давала не продукт перегруппировки, а полимер, и выделенный после реакции хлорид содержал лишь следы хлористого 2-С -пгрет-бутила. Однако 1-С -2-хлор-2-метилбутан в тех же условиях давал 20% 2-хлор-2-метилбутана, в котором достигалось изотопное равновесие между положениями 1 и 4, а в случае [c.73]