Закон лимитирующих факторов

Если скорость реакции лимитируется скоростью переноса молекул реагирующих веществ к поверхности катализатора или продукта реакции в объем, то изменение таких факторов, как температура опыта или давление водорода, отразится на скорости реакции согласно соответствующим законам диффузии, но не законам процессов, протекающих на поверхности катализатора. Отсюда следует необходимость разграничения диффузионной и кинетической областей протекания реакции. В диффузионной области скорость каталитической реакции определяется скоростью проникновения исходных веществ к поверхности катализатора, в его поры, или скоростью диффузии продуктов реакции в объем. В кинетической области общая скорость реакции лимитируется одним из элементарных актов, происходящих а поверхности катализатора. [c.67]

Мы ограничились рассмотрением основных уравнений роста, однако в литературе по проблемам экспериментальной и технической микробиологии представлено довольно большое количество математических моделей, предложенных для количественного описания процесса роста популяций микроорганизмов, в основу которых положено допущение увеличения численности популяции по экспоненциальному закону, на которое накладываются различные тормозящие и лимитирующие воздействия. В результате раздельного или совокупного влияния этих факторов на размножение или гибель микробных клеток (все зависит от точки зрения автора модели) кинетическая кривая преобразуется из ожидаемой экспоненты в 5-образную (сигмоидную) кривую насыщения. [c.87]

Скорости подвода реагентов к реакционной поверхности и отвода от нее продуктов реакции (стадии переноса вещества) определяются процессами конвекции и диффузии они зависят от вязкости среды и других факторов, которые не учитываются законом действия масс. Поэтому часто к гетерогенным взаимодействиям закон действия масс неприменим, о если лимитирующей стадией гетерогенной реакции является само химическое взаимодействие, а не диффузионные или какие-либо иные сопутствующие процессы, можно ожидать совпадения между измеренной скоростью реакции и вычисленной по закону действия масс. [c.119]

Шестьдесят лет спустя Блэкман [4] высказал предположение, что этот закон в обобщенном виде может быть применен к фотосинтезу, и в этом случае он может объяснить наблюдаемые факты лучше, чем представление о трех кардинальных точках. Блэкман заимствовал от Либиха мысль, что скорость биологического процесса (в данном случае фотосинтеза) определяется при данных условиях одним лимитирующим фактором однако в дополнение к снабжению материальными ингредиентами (единственный вид факторов, с которым имел дело Либих) Блэкман рассматривал как возможные лимитирующие факторы также температуру и интенсивность света. [c.269]

В то время как дискутировалась ограниченность закона Блэкмана о лимитирующих факторах, представление Либиха об абсолютном минимуме одного фактора (одного из элементов питания), послужившее основой для этого закона , было также найдено слишком косным, и были сделаны попытки изменить его так, чтобы допустить возможность одновременной чувствительности культуры к нескольким факторам (к нескольким элементам питаний), о каждом из которых можно сказать, что он находится в относительном минимуме . Новые аналитические формулировки закона минимума, предложенные, например, Митчерлихом [5, 7, 12, 15] и Бауле [11, 13], привели к кривым урожая, приближающимся к максимуму асимптотически, без резкого перелома . [c.273]

Однако вследствие разнообразия факторов и условий, встречающихся в фотосинтезе, мало вероятно, чтобы какое-либо аналитическое приближение оказалось одинаково удовлетворительным для всех изучаемых случаев. Закон минимума Либиха относится только к одному виду факторов — к питательным элементам нельзя отрицать, что он представляет собой одинаково хорошее первое приближение для всех таких факторов и улучшенная математическая его формулировка может дать вообще полезное второе приближение . Эти надежды оправданы в гораздо меньшей степени в случае фотосинтеза, где Блэкман включил под рубрикой лимитирующие факторы такие разнородные величины, как концентрацию реагирующего [c.273]

Дальнейшая разработка ее связана с деятельностью ряда ученых, среди которых следует назвать Ф. Блэкмана. Исследуя ход кривой фотосинтеза при различных интенсивностях света, этот ученый также установил, что линейная зависимость фотосинтеза от данного фактора сохраняется лишь до определенного значения последнего, после чего скорость фотосинтеза остается постоянной. Блэкман полагал, что остановка роста фотосинтеза обусловлена ограничивающим действием каких-то других условий, от которых фотосинтез также зависит (например, содержание СО2, температура и др.). Условия, лимитирующие эффективность действия света, Блэкман назвал факторами, ограничивающим фотосинтез, и сформулировал на основе своих опытов закон ограничивающих факторов . Согласно этому закону скорость фотосинтеза зависит не от отдельных изолированных факторов, а от сопряженного действия ряда факторов. Вместе с тем действие каждого из факторов опосредовано состоянием и значе- [c.138]

Рост численности вида в отсутствие каких-либо лимитирующих факторов представляет собой биотический потенциал. В таких случаях численность популяций увеличивается по экспоненциальному закону. [c.22]

Изменение скорости коррозии железа с ростом температуры происходит в отсутствие ингибитора по закону, уже неоднократно отмечавшемуся в литературе непрерывный рост коррозии наблюдается при повышении температуры до 50—60 °С при дальнейшем повышения температуры скорость коррозии вследствие уменьшения растворимости кислорода падает. При введении в электролит нитрита натрия картина меняется при малых концентрациях, не достаточных для полного подавления процесса, коррозия с ростом температуры непрерывно увеличивается. Вполне возможно, что при повышенных температурах перенапряжение для реакции восстановления нитрита натрия уменьшается ингибитор начинает с небольшой скоростью восстанавливаться, поэтому ограниченная растворимость кислорода уже не может стать тем фактором, который лимитирует скорость коррозии. [c.175]

Как уже отмечалось, весь опыт и все наблюдения свидетельствуют о том, что кристаллизация представляет собой не гомогенный, а гетерогенный процесс. Молекулы жидкой фазы не превращаются в молекулы кристалла во всем объеме и постепенно, хотя такое представление и согласуется с теорией, нередко развиваемой так, как это было сделано в гл. II. Напротив, в кристаллическое состояние переходят совокупности молекул в разных местах жидкой фазы, образуя центры кристаллизации. Эти центры, или зародыши, затем разрастаются благодаря процессам переноса до значительных размеров. Молекулы, осаждающиеся на поверхность зародыша, поступают из той или иной отдаленной области раствора или пара, а при кристаллизации расплава теплота, выделяющаяся при присоединении молекул к кристаллу, должна как-то отводиться от поверхности раздела фаз. Процессы переноса рассматриваются в настоящей главе, а процессы зарождения — в гл. IV. (Разумеется, если в систему ввести затравку, то процесс переноса молекул на такую затравку может начаться сразу же без всякого дополнительного зародышеобразования в объеме жидкой фазы.) Скорость фазового превращения в конкретном случае определяется либо процессом зарождения, либо процессом переноса. Другими факторами, лимитирующими скорость превращения, могут быть так называемые кинетические процессы на поверхности раздела фаз — перемещения отдельных молекул, в результате которых молекулы переходят из своего положения в жидкой фазе вне поверхности раздела кристалл — жидкость на относительно постоянное место на поверхности кристалла. Различные механизмы, лежащие в основе поверхностной кинетики, рассматриваются в гл. V, хотя об использовании различных законов этой кинетики для установления граничных условий в задачах о переносе упоминается и в настоящей главе. [c.382]

Огромное внимание партийных и правительственных органов к проблемам, связанным с оздоровлением воздушного бассейна, отражено в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов от 1 декабря 1978 г. и Законом СССР Об охране атмосферного воздуха от 25 июня 1980 г. Этим законом предусматриваются определенные меры по охране атмосферного воздуха регламентирован порядок установления нормативных величин, лимитирующих вредные воздействия на атмосферный воздух химических, физических и биологических факторов, включая предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ПДК) и предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в атмосферу источниками (ПДВ). Закон регламентирует размещение, проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию предприятий, сооружений и других объектов, влияющих на состояние атмосферного воздуха. Законом предусмотрены также государственный учет объектов, оказывающих неблагоприятное влияние на состояние атмосферного воздуха, и размеров этого влияния наблюдение и контроль состояния атмосферного воздуха ответственность за нарушение законодательства об охране атмосферного воздуха. [c.7]

Имеется четкое различие между сплавом, у которого скорость окислени я основного металла замедляется присадкой к окислу растворяемых ионов, и сплавом, у которого растворяемая добавка образует самостоятельный защитный слой окисла. В первом случае константа параболического кинетического закона уменьшается с увеличением концентрации растворяемого элемента. Лимитирующими факторами являются формирование окисла растворенного металла в виде двухфазной пленки и температура, поскольку для обеспечения отношения электронной и ионной проводимостей, большего или меньшего единицы, требуются различные легирующие элементы противоположной валентности. Об этом уже говорилось применительно к сплавам N1—Сг. Так как N 0 — окисел р-типа, то добавление Сг должно уменьшить его проводимость в тех условиях, когда доминирует электронная проводимость. При высоких температурах доминирует ионная проводимость, и дополнительные вакансии, создаваемые присутствием катионов оказывают противоположное влияние на константу скорости окисления, как это показано на фиг. 11. Во втором случае, чем выше температура и больше содержание растворенного элемента, тем быстрее может образоваться защитный слой окисла растворенного элемента. Этот окисел обычно имеет константу скорости окисления, на несколько порядков величины меньшую соответствующей константы для окисла основного металла, причем закон окисления растворенного металла может даже быть логарифмическим. Обычно применяемые в промышленности стойкие к окислению сплавы приобретают защитные свойства в результате формирования окислов растворенных добавок, например Си—А1, Ре—Сг, N1—Сг, но важным является также введение примесей в окисел основного металла. Поэтому при разработке стойких сплавов следует учитывать оба фактора. К условиям эксплуатации обычно относятся колебания температуры в результате включения и выключения оборудования. Поэтому сплавы нельзя выбирать только на основе их поведения в изотермических условиях. Некоторые жаростойкие сплавы содержат элементы, стимулирующие сцепление окалины, как, например, иттрий в сплавах Ре—Сг. [c.44]

Обычно лимитирующей стадией процесса является реакция протонизации катализатора (1а), протекание которой определяется теми же законами, что и реакции (I) в случае кинетических токов (см. выше). В результате протекания цикла реакций (1а) — (III) потребляются лишь две частицы донора протонов и выделяется молекула водорода. Никаких других изменений в системе не происходит. Процессы диффузии непосредственно не влияют на высоту каталитических волн, что значительно упрощает теоретические расчеты. Все это делает каталитические волны водорода простой и очень удобной моделью для изучения влияния различных факторов на электродные процессы [12]. [c.31]

Взаимосвязанность действия элементов питания — наиболее обычное проявление закона минимума, но область его применения не следует сужать, потому что этот закон выражает основное и самое важное для сельского хозяйства понятие о взаимосвязанности действия, взаимозависимости всех факторов роста, каждый из которых может оказаться фактором, лимитирующим урожай. [c.217]

Браун и Хейзе [8] и Браун [10] подошли критически к способу, которым Блэкман подтверждал закон лимитирующих факторов , по-своему интерпретируя наблюдения более ранних исследователей они [c.271]

В некоторых последующих исследованиях, например Ван-дер-Хо-нерта [37], получились кривые, настолько точно приближающиеся к типу Блэкмана (см., например, фиг. 146), что авторы сочли закон лимитирующих факторов безусловно приложимым в идеальных экспериментальных условиях (например, при равномерном освещении всех клеток см. стр. 275). Другие столь же надежные измерения дали, однако, совершенно иную картину — семейство кривых Р — расходящихся с самого начала (см., например, фиг. 145). [c.272]

Однако настойчивое утверждение, что настоящий лимитирующий фактор должен существовать при всех условиях, чуждо кинетике, изучающей ход реакций. Отношение между законом лимитирующих факторов и основными понятиями кинетики реакций было установлено Ромеллом в 1926 г. [20]. Он указал, что блэкмановский термин самый медленный фактор не имеет смысла и что можно говорить только о самом медленном процессе в последовательном ряду процессов. Скорость простой гомогенной реакции является обычно функцией всех наличных факторов, например концентраций всех реагирующих веществ, температуры и (в фотохимическом процессе) интенсивности света. Влияние лимитирования типа, предполагаемого Блэкманом, может существовать только в том случае, если реакция, у которой измеряется суммарная скорость, состоит из нескольких последовательных ступеней, причем одна ступень снабжает реагирующими веществами следующую. Если процесс снабжения идет медленно, он становится < узким местом и скорость суммарной реакции может стать не зависимой от всех факторов, которые не влияют на эту одну лимитирующую или определяющую скорость ступень. Простой пример этого представляют многие фотохимические реакции, в которых снабжение активированными молекулами является узким местом или лимитирующим процессом. Всякий раз, когда на практике получают кривые типа Блэкмана , можно считать, что здесь имеют дело с рядом последовательных реакций, в котором имеется, по крайней мере, одна ступень, лимитирующая максимальную производительность. В этом случае скорость суммарного процесса не может превзойти максимальную скорость прохождения системы [c.274]

Этот протест против применения кинетических законов к фотосинтезу и подобным процессам был бы, вероятно, менее сильным, если бы эти физиологи ясно поняли, что закон лимитирующих факторов ни в коем случае не представляет собой последнего слова при физикохимическом подходе к фотосинтезу и что в действительности понятие абсолютных лимитирующих факторов является чуждым для кинетики реакций. Между тем Чесноков и Базырина, исходя из представления о том, что никакие другие кинетические законы здесь неприложимы, а такие факторы, как концентрация двуокиси углерода и интенсивность света, согласно Хардеру и Лундегорду, не являются подлинно лимитирующими (т. е. часто изменение любого из них может оказать влияние на скорость), пришли к выводу, что подлинные лимитирующие факторы нужно искать внутри растения. Они не учли того, что фотосинтез может совершенно не иметь подлинных лимитирующих факторов. [c.284]

Данные табл. 6 можно использовать для построения семейства световых 1 риБых, но сравнение формы этих кривых представляет значительную трудность вследствие большой разности тех значений, к которым стремятся скорости ассимиляции при насыщаюшем свете (это справедливо также и для фиг. 56). Поэтому на фиг. 59 величины скоростей пересчитаны как доли этих максимальных значений, так что все кривые стремятся к одной асимптоте. Из фиг. 59 видно, что, чем меньше а, тем медленнее изменяется наклон кривой чем выше Ld, тем больше кривая напоминает две пересекаюшиеся прямые, т. е. тем больше она приближается к кривой Блэкмана. Однако резкого перегиба, как на кривой Блэкмана, в действительности никогда не наблюдается. Закон лимитирующих факторов в своей строгой форме является только первым приближением, которое достаточно точно отражает истинную картину лишь тогда, когда уровень одного фактора очень низок по сравнению с уровнем другого, т. е. когда сопротивление, на которое действует этот фактор, составляет большую часть общего сопротивления. Следовательно, можно говорить лишь о взаимодействии по типу J ими- [c.141]

Абиотические или биотические фактрры, ограничивающие рост популяции, - лимитирующие. Закон лимитирующих факторов впервые был сформулирован Либихом для лимитирования роста растений минеральными удобрениями. Он применим только в условиях стационарного состояния системы, т.е. при сбалансированности притока и оттока энергии и веществ. [c.50]

По сравнению с гипотезой трех кардинальных точек блэкмановская теория лимитирующих факторов представляет собой существенный прогресс в истолковании кинетики фотосинтеза. Со времени своего появления, в 1905 г., она была принята и широко использована исследователями фотосинтеза. К сожалению, Блэкман не удовлетворился улучшением общего качественного представления полагая, что производительность биологических процессов должна подчиняться простым количеств.енным законам, он настойчиво стремился трактовать представление о лимитирующих факторах как точный закон природы. Он утверждал, что кривые P = f pJ должны обязательно иметь форму, показанную на фиг. 132, т. е. состоять из прямолинейно [c.270]

Джексон и др. прищли к выводу, что для металлов отсутствуют данные, которые можно было бы надежно интерпретировать, что объясняется частично трудностями с устранением теп-лопотоков и частично неопределенностями, характерными для метода тепловых волн. При кристаллизации воды теплопотоки могут быть лимитирующим фактором на всех стадиях роста, если речь идет о росте в направлениях, параллельных базисной плоскости льда что же касается роста по нормали к ней (вдоль оси с), то оказалось, что для 67 от 0,03 до 0,07°С справедлив экспоненциальный закон, тогда как в интервале 0,07—0,3 °С соблюдается квадратичный [приблизительная пропорциональность (67)2]. В случае органических соединений неопределенность в отношении вязкости расплава усугубляет сомнения при интерпретации большинства данных. Для три-а-нафтилбензола был получен экспоненциальный закон с показателем (—1/767). Для салола и глицерина (оба эти вещества исследованы с особой тщательностью) значительный разброс результатов по скоростям роста обусловлен, по-видимому, примесями и прочими эффектами. Для двух неорганических веществ — бисиликата натрия и бисиликата калия — получены линейные законы для зависимости приведенной скорости роста от переохлаждения. [Термин приведенная в данном случае означает, что учитывалась температурная зависимость вязкости и что построение проводили по строгой формуле (19.1) без предположения L8T/kTTe)< 1.] [c.470]

Понятие о лимитирующих факторах восходит к работам Либиха, сформулировавшего в середине прошлого века принцип минимума . В настоящее время принципы узкого места Иерусалимского [18, 19] или бутылочного горлышка Пауэлла [20], дополненные условием ретроингибирования [21], являются основой для количественного исследования законов развития сложных биологических систем. [c.61]

Взаимодействие между лекарством и белком является обратимым процессом и подчиняется закону действия масс. Время данной реакции непродолжительно и не является лимитирующим фактором при удалении вещества из плазмы. Только несвязанные вещества могут диффундировать в ткани, поско 1ьку комплекс белок — лекарство не способен пройти через мембрану клетки. Проходя через легкие, печень, почки, мозг, лекарственное средство может связываться с их белками. [c.132]

Если лимитирующей является первая стадия к. к В ), то зависнмость от [В исчезает, и Агнабл = к. Если же к.. .к2[В], то скорость пропорциональна концентрации основания [В . Когда к. к2[В], скорость зависит от концеиграцни основания по нелинейному закону. В разных реакциях азосочетания можно наблюдать любую из этих трех кинетических закономерностей. В тех случаях, когда реакция катализировалась основаниями, наблюдался и кинетический изотопный эффект Н/В илн Н/Т. Примеры были приведены в разделе 13.5. При увеличении разделительного фактора к. 1к2[В] кинетический контроль смещается от стадии (1) к стадии (2), прн этом усиливается каталитический эффект оснований и возрастает величина кинетического изотонного эффекта. [c.1711]

Критическое состояние воздушной среды в силу множества причин требует от конструкторов решений по очистке выбросов в атмосферу, максимально удовлетворяющих идеальному варианту. Прежде всего необходимо помнить, что качество атмосферы наряду с гидро- и литосферой, радиоактивным и энергетическим балансами планеты, является фактором, непосредственно лимитирующим существование живых сообществ на Земле. Это общее достояние ни в каком виде не должно отчуждаться, т.к. его чрезмерная транформация создает угрозу исчезновения челвечества антропогенные изменения вносятся в атмосферу произвольно, без какого-либо соблюдения законов естественного развития, в познании которых современная наука находится на стадии догадок и предположений. [c.128]

Помимо соотношений, представленных уравнениями (4-1) — (4-4), описывающих как процессы поликонденсации, так и процессы ступенчатой полимеризации, имеются два дополнительных фактора, которые необходимо принимать во внимание при рассмотрении поликонденсации. Во-первых, существует поликонденсацион-ное равновесие, которое лимитирует степень конверсии, а следовательно, и среднюю молекулярную массу. Как и реакции между монофункциональными соединениями, реакции поликоиденсации являются равновесными процессами, подчиняющимися закону действующих масс. Например, в случае полиэтерификации, реакция 1 моля гидроксильных групп (1/2 моля диола) с 1 молем карб- [c.191]

Если фактором, лимитирующим скорость процесса адсорбции, является диффузия внутрь частицы через слой насыщенного поглощаемым веществом адсорбента, то можно принять, что вследствие медленного перемещения фронта адсорбции профиль концентраций остается неизменным. Тогда поток вещества д в частицу одинаков на всем протяжении работающего слоя адсорбента. Согласно закону Фика (Г125) [c.511]

Лимитирующую стадию гетерогенного процесса можно определить опытным путем, изучая влияние различных факторов технологического режима на общую скорость процесса. Так, например, если суммарна скорость процесса возрастает с повышением температуры в соответствии с законом Аррениуса (стр. 100) и температурный коэффициент = - >1,5, то определяющей стадией является химическая реакция и процесс идет в кинетической области. Если.же суммарная скорость процесса возрастает с увеличением скоростей потоков реагирующих фаз или с развитием межфазной поверхности, то определяющей стадией служит массообмен между фазами и процесс идет в диффузионной области, причем скорости потоков влияют только во внешнедиффузио1шой области. [c.160]

Работами, проведенными за последнее время в МГУ, показано, что возрастание устойчивости комплексных соединений РЗЭ в ряду от Ьа и Ьи (в результате уменьшения радиуса ионов РЗЭ в этом ряду) приводит к изменению типа кинетики ионного обмена при переходе от цериевых к иттрие-вым РЗЭ при прочих равных условиях. Так, оказалось, что растворенные этилендиаминтетраацетаты (ЭДТА-ты) легких РЗЭ (цериевая подгруппа) обмениваются с ионами РЗЭ в фазе ионита по законам пленочной кинетики, тогда как в случае тяжелых РЗЭ (иттриевая подгруппа) лимитирующей стадией является обмен в растворе (химическая кинетика). Именно различные кинетические факторы служат причиной того, что при прочих равных условиях цериевые РЗЭ разделяются лучше, чем иттриевые РЗЭ, хотя равновесные. факторы соседних РЗЭ в. случае ЭДТА-та одинаковы. В частности, соотношения величин констант устойчивости ЭДТА-тов соседних РЗЭ в случае цериевых и иттриевых РЗЭ имеют близкую величину. Поэтому и равновесные значения коэффициентов разделения одинаковы [c.162]

Кинетика роста оксидной пленки. Имеющиеся в настоящее время данные не позволяют установить сколько-нибудь надежную связь между кинетическими кривыми окисления металлов и полупроводников и их физико-химическими характерпстиками. Эксперимент дает кинетические кривые, очень сильно различающиеся в деталях. Их начальные участки могут описываться логарифмическим или параболическим законом, их комбинацией с линейным ростом и даже иметь 5-образный вид [26]. Однако пррх достаточно больших временах процесса экспериментально наблюдаемые толщины оксидных пленок всегда стремятся к предельному значению. Это вызвано тем, что скорость процесса лимитируется транспортом окислителя через растущий слой оксида. В то же время начальный участок процесса усложняется рядом факторов, как правило, неконтролируемых и плохо воспроизводимых [c.345]

При постепенном повышении абсолютной каталитической активно сти центров катализа в ходе эволюции каталитических систем на наиболее прогрессивных путях развития неизбежно наступает I кинетический (температурный) предел саморазвития, когда рост абсолютной скорости базисной реакции начинает лимитироваться постоянным уровнем температуры в системе и перестает зависеть от изменений пр роды центра катализа. При достижении этого предела основной закон эволюции каталитических систем перестает проявляться и прекращается естественный отбор изменений центров катализа. Базисная реакция в этих условиях перестает быть двигающим и направляющим фактором эволюции, потому что интенсивность ее протекания достигает предела возможного увеличения при данной постоянной температуре. Сл чай-ные изменения природы центров катализа происходят, конечно, и после достижения I кинетического предела, но эти изменения уже не иогут [c.217]