Максимальная скорость обратимых реакциях

При другом режиме, например показанном пунктирной линией и отвечающем максимальной скорости обратимой реакции, т. е. условию х = О, необходимы большие затраты катализатора. [c.188]

Для экзотермической обратимой реакции можно определить оптимальную температуру, при которой скорость реакции будет максимальной. Действительно, записывая уравнение скорости обратимой реакции в виде [2] [c.109]

В случае экзотермической обратимой реакции каждому значению соответствует некоторая температура, при которой скорость реакции максимальна. Чтобы убедиться [c.70]

Для обратимых экзотермических реакций, протекающих в печах непрерывного действия, с повышением темнературы возрастает скорость прямой реакции, но при этом снижается максимально достижимая степень превращения. В том месте, где реагенты далеки от состояния химического равновесия, т. е. около входа в печь, целесообразно поддерживать высокую температуру, а около выхода из печи, где реакционная масса приближается по составу к равновесному, температура должна быть пониженной, чтобы сдвинуть процесс в сторону более полного превращения реагентов. [c.11]

Как видно пз рисунка, оптимальная температура процесса в изотермическом трубчатом реакторе лежит между равновесной температурой при и температурой, при которой скорость превращения на выходе пз реактора максимальна. Это значит, что только для одного поперечного сечения уравнение (VI, ) обосновано поэтому при прочих равных условиях объем изотермического трубчатого реактора больше, чем объем трубчатого реактора с оптимальным температурным профилем. Хорн 1 рассчитал отношение этих двух объемов для экзотермических обратимых реакций первого и второго порядков. [c.211]

Рис. У1П-8. Зависимость скорости реакции от степени превращения и температуры для обратимых экзотермических реакций. Пунктирная линия показывает температуру, соответствующую оптимальным условиям (кривая максимальных скоростей реакции)

Эта формула совпадает с оценкой скорости горения газа в конденсированных средах [12], если положить Оз °°, Р — >, е = 1. Уравнение (29) можно трактовать так. Полное количество тепловой энергии, выделяющейся в результате реакции, равно Q, а плотность распределения теплового источника но температурам пропорциональна F (0), поэтому чем больше плотность распределения в области низких температур и чем интенсивней теплопроводность при данной температуре, тем меньше максимальная температура. Для обратимой реакции уравнение (29) следует заменить на уравнение 0 [c.39]

Обратимые реакции имеют максимальную скорость при определенных температурах, часто оптимальных. При такой температуре скорость обратной реакции возрастает быстрее, чем скорость прямой реакции, так что общая скорость реакции уменьшается (рис. 1-3, г). Кривая такой же формы соответствует обратимым физическим явлениям например, в случае каталитических реакций обратимым будет процесс адсорбция — десорбция. [c.26]

Обратимая реакция. Влияние температуры на скорость протекания обратимых реакций выражается кривыми, изображенными на рис. 3 и 4. Как видно из рис. 3, для экзотер мических реакций при постоянном времени реакции степень превращения достигает максимума, а затем снижается с повышением температуры. Температура, соответствующая максимальному выходу продукта, называется оптимальной температурой. Для нахождения максимума на кривой степень превращения — температура применимы общие методы анализа таких кривых, а именно функция имеет максимум в той точке, в которой первая производная равна нулю, а вторая — отрицательна. [c.78]

Обратимые реакции. С помощью методов химической термодинамики можно рассчитать максимальный выход, достигаемый при осуществлении реакции в системе. Можно значительно увеличить скорость химической реакции с помощью катализаторов, но это не меняет равновесную степень превращения, которая остается той же самой при каталитической и некаталитической реакциях. В большинстве случаев проектировщик задается максимальными степенями превращения несколько меньше равновесных, так как реакции в промышленном масштабе необходимо проводить в пределах разумного интервала времени. Знание константы термоди- [c.100]

Повышение давления влечет за собой непосредственно два следствия. Во-первых, оно подавляет дегидрирование — обратимую реакцию, в которой из одной молекулы исходного вещества образуются две молекулы продуктов (реакция разрыва цепи необратима, и поэтому увеличение давления не оказывает влияния на ее скорость). Во-вторых, повыш ше давления благоприятствует протеканию вторичных реакций полимеризации и конденсации. Поэтому, когда основной целью является максимальный выход жидких продуктов, процесс желательно проводить под повышенным давлением. Наоборот, пониженное общее давление или пониженное парциальное давление паров углеводородов способствует наибольшему выходу низших олефинов. Изменение давления оказывает влияние на течение реакции разрыва цепи. При более высоком давлении разрыв цепи чаще происходит ближе к середине углеродной цепи. При низких давлениях цепь разрывается ближе к ее концу. [c.108]

В обратимых реакциях скорость прямой реакции вначале имеет максимальное значение, а затем уменьшается вследствие уменьшения концентрации исходных веществ, расходуемых на образование продуктов реакции. И наоборот, обратная реакция в начальный момент имеет минимальную скорость, которая увеличивается по мере увеличения концентрации продуктов реакции. Следовательно, скорость прямой реакции уменьшается, а обратной — увеличивается. Наконец, наступает такой момент, когда скорости прямой и обратной реакций становятся равными. [c.135]

В обратимых реакциях в начале процесса, когда имеются только исходные вещества, скорость прямой реакции максимальна. Затем, по мере уменьшения концентрации исходных веществ и увеличения концентрации продуктов, скорость прямой реакции снижается, а скорость обратной реакции возрастает. Наконец, наступает момент, при котором скорости прямой и обратной реакций сравниваются. [c.59]

Выражение (V.28) является математической записью закона действующих масс для обратимой реакции. Его можно вывести исходя из кинетических представлений 1) в первый момент скорость прямой реакции V определяется начальными концентрациями исходных веществ А и В и имеет максимальное значение, а скорость обратной реакции Ъ равна нулю (рис. V.9) 2) по мере накопления продуктов реакции М и N скорость прямой реакции падает, так как уменьшаются концентрации исходных веществ А и В 3) в какой-то момент 1 скорости прямой (о) и обратной (1Г) реакций становятся равными система приходит к состоянию химического равновесия. Условие равновесия описывается равенством (V.27), согласно которому [c.125]

Для любой обратимой реакции в начальный момент времени согласно закону действующих масс скорость прямой реакции имеет максимальное значение, а скорость обратной равна нулю. Со временем концентрация исходных веществ уменьшается, а продуктов реакции возрастает и, следовательно, уменьшается скорость прямой и возрастает скорость обратной реакции. Наступает момент, когда обе скорости становятся равными (Ух г г), что приводит систему в равновесное состояние (рис. 2). Таким образом, химическим [c.159]

Простые необратимые и обратимые реакции. В процессе, с протеканием простой реакции концентрации компонентов меняются в соответствии со стехиометрией, и состав реакционной смеси определяется единственной независимой переменной — степенью преврашения X ключевого компонента, т.е. не связанной с другими переменными. Такой процесс называют несвязанным процессом. Максимальная интенсивность процесса (минимальное т) будет достигаться, если скорость преврашения г будет максимальна при каждом значении х. [c.205]

Скорость обратимой эндотермической реакции также возрастает с температурой при любой степени преврашения (рис. 4.12, а), максимально возможная скорость реакции будет достигаться также при максимально допустимой температуре при всех степенях преврашения (рис. 4.66, б). Однако, в этом процессе возникает ограничение по достижению некоторых степеней преврашения - х не может превысить равновесное значение Хр, достигаемое при макси- [c.205]

Скорость обратимой экзотермической реакции имеет экстремальную зависимость от температуры - для каждой степени превращения существует определенная температура при которой скорость реакции максимальна (рис. 4.11, а). Значения уменьшаются с увеличением X (рис. 4.11, б). При ограничении на температуру процесса Т< вначале, при малых степенях превращения, равна а затем она уменьшается, как показано сплошной линией на рис. 4.66, в. Если ограничения на температуру процесса нет, то при малых степенях преврашения будет меняться так, как показано на рис. 4.66, в штриховой линией. [c.206]

Простые необратимая и обратимая реакции. В процессе с простой реакцией концентрации всех компонентов меняются в соответствии со стехиометрией реакции, и состав реакционной смеси определяется единственной независимой переменной - степенью превращения х ключевого компонента, он не зависит от других переменных, не связан с ними. Такой процесс называют несвязанным процессом. Максимальная интенсивность процесса (минимальное т) достигается, если скорость превращения г будет максимальна при каждом значении х. [c.150]

В обратимых реакциях скорость прямой реакции вначале имеет максимальное значение, а затем уменьшается вследствие уменьшения концентрации исходных веществ, расходуемых на образование продуктов реакции. И наоборот, обратная реакция в начальный момент имеет минимальную скорость, которая увеличивается по мере [c.96]

Уравнение (2.39) практически не накладывает ограничений на состав жидкой фазы. Скорость массопередачи можно рассчитать для произвольного сочетания концентраций реагентов. При использовании уравнения (2.39) для расчета массопередачи с обратимой реакцией не требуется предварительно определять максимальное значение коэффициента ускорения как это рекомендует П. Данквертс [6]. [c.28]

Подобно этому максимальное и минимальное значения В равны - -оо и —1. Значение 5 = 0 соответствует простой обратимой реакции 1 порядка. Отношение С = Ра, е/рл, з может принимать значения от С = О (необратимая реакция) до С = 1 (равновесное состояние, когда скорость реакции равна нулю). Абсолютное значение В всегда меньше КрА, [c.190]

Если прямая и обратная реакции подчиняются уравнению Аррениуса и энергии активации А <А , или реакции следуют другим более сложным зависимостям со значениями температурных коэфициентов, большими единицы, и k t>k t, что обычно наблюдается при экзотермических процессах, скорости обеих реакций при повышении температуры будут также расти, но в разной степени каждая. В Условиях, когда Tj < Га Гр и Д > Лрезультирующая скорость экзотермического процесса будет вначале увеличиваться от до iVj и более высоких значений, затем достигнет определенного максимума Wmax = Won И Далее начнет снижаться, стремясь в пределе к нулю (при Т = Тр). Для нахождения температуры, соответствующей максимальной скорости обратимой реакции, приравняем нулю частнук> производную скорость по температуре [c.238]

Уравнения (6-35а) и (6-356) содержат следующие кинетические параметры Vt—максимальную скорость прямой реакции, две константы Михаэлиса Ккв и Кка константу равновесия Еедд, которая представляет собой константу обратимой диссоциации комплекса ЕА и равна отношению kl/kl. В общем случае кинетические константы ki—Лю и параметры уравнения (6-35а), определяемые экспериментально (константы Михаэлиса, максимальные скорости и константы равновесия для двойных комплексов), не связаны явным образом. Однако отдельные кинетические константы удается найти из экспериментально измеряемых параметров. [c.19]

Из уравнения (47) следует, что общая скорость обратимой реакции с течением времени уменьщается, так как Са уменьщается, а Сн увеличивается. Поэтому через некоторый промежуток времени т наступает равенство кхСл кчСп, общая скорость реакции становится равной нулю (ш = 0) ив системе наступает равновесие. Достигаемую при этом степень превращения называют равновесной степенью превращения и обозначают х. Для экзотермической реакции равновесная степень превращения понижается с повыщением температуры (рис. 49). Фактическая степень превращения Хф в рассматриваемом случае с повыщением температуры вначале увеличивается, достигает некоторого максимального значения, а затем снижается. [c.123]

Для определенности мы будем говорить об экзотермических реакциях и охлаждении, но надо помнить, что все рассматриваемые уравнения применимы и к эндотермическим реакциям, требуюш,им нагревания реагирующей смеси. Существенное различие между ЭТИД1И процессами состоит в том, что скорость обратимой эндотермической реакции, в отличие от экзотермической, всегда увеличивается с температурой поэтому эндотермическую реакцию надо проводить прн максимальной возможной температуре, и задача расчета реактора становится менее интересной. [c.272]

Обратимая экзотермическая реакция. В случае обратимой экзотермической реакции повышение температуры ускоряет обратную реакцию сильнее, чем прямую, так что равновесие процесса смещается в нежелательную сторону. При некоторой температуре скорость образования целевого продукта г (С, Т) проходит через максимум эта оптимальная температура зависит от состава реагирующей смеси, уменьшаясь по мере уменьшения концентрации исходного вещества. Таким образом, вначале, пока еще не накопилось значительное количество конечного продукта, процесс выгодно вести при высокой температуре, чтобй увеличить скорость пряМой реакции, а затем температуру следует снижать, чтобы, сместив равновесие в нужную сторону, добиться максимального выхода целевого продукта. Температура в каждом сечении реактора должна быть выбрана так, чтобы скорость образования целевого вещества в этом сечении была максимальной, т. е., чтобы выполнялось равенство [c.367]

Кюхлер 9 занимался изучением проблем этого типа. Он последовал обратимую реакцию в изотермическом трубчатом реакторе. При определенной нагрузке оптимальная температура составила 338 С, а степень превращения 68%. С увеличением нагрузки реактора в 2,5 раза скорость превращения при той же температуре составляет 45%. Однако оптимальная температура реактора нри новых условиях равна 358 °С, а соответствующее ей максимальное превращение повышается до 55%. [c.215]

Стабилизация и длительное ос ществление циклических режимов в широкой области экспериментальных условий показывают возможность нестационарного ведения процесса в одном слое катализатора при низких температурах исходной (смеси. Общее свойство экспериментальных циклических режимов — близость протекающих в них процессов к рассмотренному ранее явлению распространения теплового фронта. На это указывает примерное постоянство максимальной температуры во времени, неизменность формы температурного профиля на участке слоя, где катализатор отдает тепло исходной смеси. Как и в процессе распространения фронта, реакция в основном протекает в узкой зоне по длине слоя, в которой температура газа повышается от 380—400°С до максимальной. Далее имеется область с почти неизменной температурой, близкой к Гти. В этой области скорость реакции мала, а состав смеси близок к равновесному. Тепло, полученное газом в зоне реакции, расходуется на подогрев участков слоя, противоположных входу реакционной смеси. Вследствие высокой тепловой емкости катализатора эти участки слоя разогреваются постепенно, что вызывает образование падающего по длине (с ростом степени превращения) температурного профиля. Такой профиль отвечает требованию оптимального температурного режима обратимых реакций. Это позволяет увеличить степень превращения SO2 по сравнению с равновесной, достигаемой нри температуре Тша.%- Заметный прирост степени превращения на участке слоя катализатора с надаюнщм температурным профилем наблюдался в большинстве нестационарных режимов. Например, в режиме, показанном на рис. 4.6, конечная степень превращения выше равновесной при = 580°С на 10—12% и составляет 94—95%. В режиме 9 (см. рис. 4.7) прирост степени превращения над равновесной равен примерно 3%. Интересно отметить, что активность и прочностные характеристики промышленного ванадиевого катализатора не изменились после длительного периода работы в нестационарных условиях [3]. [c.109]

Изменение величины параметра К обусловливается изменением линейной скорости смеси и и размера зерна катализатора (1. Легко убедиться, что К монотонно увеличивается с уменьпзением линейной скорости. Как следует из оценок (4.20) и (4.21), это приводит к снижению максимальной температуры и, значит, к увеличению степени превращения для обратимых реакций. Пр заданной величине условного времени контакта т увеличение К не может быть беспредельным. При некотором X = X произойдет затухание процесса. [c.116]

Т. е. с увеличением х путь реакции должен иметь направление в сторону убывания С + г , как это показано на рис. VI-5. Исследование обратимых реакций с помощью таких графиков (включая расчет максимальной скорости) можно найти в монографии Ариса (1965 г.). Как показали Дуглас и Иглетон (1962 г.), в случае адиабатического реактора концентрационные и температурные профили могут быть вычислены с помощью функций, заданных в виде таблиц. [c.123]

В этом случае ввиду равенства скоростей и максимальное накопление промежуточно образующихся метилэтилцикло-гексанов достигает всего лишь 38% (см. рис. 62). Аналогичная последовательность (ступенчатость реакций) наблюдалась и при изомеризации углеводородов с открытой цепью [44]. Следует подчеркнуть, что все отмеченные кинетические закономерности справедливы полностью лишь в тех случаях, когда каждая ступень реакции термодинамически почти нацело сдвинута в сторону следующих образующихся углеводородов. Для обратимых реакций методы расчета значительно сложнее. [c.152]

Химическое равновесие. Закон действующих масс. Опыт показывает, что химические реакции одновременно протекают в двух направлениях — в сторону образования продуктов реакции (вправо, прямая реакция ) и в сторону превращения последних на исходные вещества (влево, обратная реакция). Вследствие химической обратимости реакции не доходят до конца. С течением времени скорость прямой реакции (прирост концентрации продукта реакции за единицу времени) уменьшается, а скорость обратной реакции (убыль концентрации продукта реакции за единицу времени) увеличивается. Когда обе скорости сравняются, наступает состояние химического равновесия — концентрации реагирующих веществ становятся вполне определенными и постоянными во времени (при условии, что давление и температура не меняются). Таким образом, химически обратимые реакции до перехода в состояние равновесия протекают с конечными скоростями. Поэтому стермод и нами ческой точки зрения они необратимый работа их не является максимальной. Однако можно мысленно представить, что эти реакции в прямом и обратном направлениях идут бесконечно медленно, через смежные равновесные состояния, т. е. термодинамически обратимо. Тогда к ним можно применять общие условия термодинамического равновесия [c.130]

Рис. 4Зависимость скорости обратимой экзотермической реакции окисления 502 пературы при разных х ( 1>х2>хз. . .). Пунктир-линия максимальных скоростей реакции или оптимальных температур [c.182]

В общем случае для ферментативной реакции существует оптимальное значение pH при увеличении или уменьшении pH по сравнению с его оптимальным значением максимальная скорость Уд падает. В нейтральной области pH влияние его изменений на реагирующую систему носит обычно обратимый характер, но при предельных значениях pH (соответствующих сильнокислой или сильнощелочной среде) белки подвергаются необратимой денатурации. Влияние обратимых изменений pH на кинетику можно объяснить изменениями степени ионизации субстрата если же в исследуемом интервале pH степень ионизации субстрата не меняется, то изменения в кинетике объясняются ионизацией фермент-субстратного комплекса. Если фермент-суб-стратный комплекс существует в трех состояниях с разным числом протонов и если только промежуточная форма разлагается с образо ванием продуктов, то уравнение, описывающее влияние pH на максимальную скорость реакции, можно вывести из схемы [c.322]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология