Модель химической реакции в растворе

Модель химической реакции в растворе [c.423]

СТРУКТУРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ В ЗАМОРОЖЕННЫХ РАСТВОРАХ [c.197]

Данные о кинетике химических реакций в замороженных растворах и об их фазовом состоянии позволили предложить структурно-кинетическую модель химических реакций в твердых матрицах [271, 479]. Основные ее положения заключаются в следующем. [c.197]

В книге детально рассмотрены модели физической абсорбции, приведено математическое описание диффузии с химической реакцией, проанализированы конкретные примеры газо-жидкостных реакционных систем, включая промышленные процессы (абсорбция двуокиси углерода буферными растворами, растворами щелочей, аминов, химическая абсорбция сероводорода). [c.4]

Концентрация ионных пар в растворе зависит от концентрации ионов, их зарядов, свойств растворителя, концентрации других ионов в растворе. Скорость медленной реакции между ионами зависит от свойств раствора. Важный вклад в константу скорости реакции вносит Кав, которая, как правило, сильно отличается от 1. Разные модели по-разному учитывают влияние раствора на образование ионной пары АВ, которое предшествует химической реакции между ними. [c.127]

Динамика ионного обмена описывается системой уравнений статики, кинетики и материального баланса. Однако кинетические модели ионного обмена различны. Процесс может контролироваться внешней или внутренней диффузией, или химической реакцией между ионитом и компонентом раствора. Иногда он зависит от других факторов, например от изменения объема ионита, от диффузионного электрического потенциала, который может возникать, если ионы имеют разные заряды и разные подвижности, и проч. В связи с этим предложено множество кинетических уравнений для разных вариантов механизма процесса. Априорный выбор той или иной кинетической модели, а следовательно, и кинетического уравнения для конкретного ионообменного процесса обычно затруднителен — требуется предварительное экспериментальное исследование. Чаще всего закономерности кинетики ионного обмена в основном тождественны таковым для диффузионных адсорбционных процессов, где массопередача в значительной мере зависит от гидродинамических условий. Вопросы кинетики ионного обмена рассмотрены в монографиях [52, 83а, 107, 145, 180, 181]. [c.309]

Химические реакции обычно проводятся в магнитном поле Земли, это поле с напряженностью 0.5 эрстеда. С точки зрения спиновой динамики РП, земное поле можно считать равным нулю, так как за время жизни РП земное поле практически не успевает проявить себя. Поэтому анализ МИЭ в поле Земли можно проводить на основе теоретических расчетов рекомбинации РП в нулевом поле. Приведем один из теоретических результатов, а именно, приведем вероятность рекомбинации РП в случае триплетного предшественника при условиях, что единственным механизмом S-T переходов является сверхтонкое взаимодействие с несколькими магнитно-неэквивалентными ядрами и что относительное движение радикалов в паре описывается моделью непрерывной диффузии с коэффициентом /)дв. Для того, чтобы представить выражение для рекомбинации РП, надо ввести несколько параметров. Обозначу через константу скорости рекомбинации синглетной РП на радиусе рекомбинации Для незаряженных радикалов, реагирующих в гомогенных растворах, эффективное время жизни РП в клетке, Гц, и время жизни РП в реакционном слое толщиной а, даются соотношениями [c.53]

На основе этой модели выведены уравнения для реактора периодического действия, противоточной колонны и прямоточного непрерывного реактора. Теоретические данные подтверждены экспериментально при исследовании массопередачи с химической реакцией в системе уксусный ангидрид — бензол — вода. Коэффициенты массопередачи были оценены предварительно в системе бензол — вода — уксусная кислота. Затем раствор уксусного ангидрида концентрации 0,5—1 М контактировался с водой в пульсирующей колонне и учитывалось влияние химической реакции. В качестве измеряемого показателя выбрали концентрацию уксусного ангидрида в выводимом бензольном потоке. Расхождение между экспериментальными и теоретическими данными составляло 5%. [c.361]

В настоящей работе исследована зависимость физико-механических свойств пленок из сегментированного полиуретана от условий синтеза, которые предполагают одновременное проведение процесса химической реакции и испарения растворителя. Показана зависимость формирования структуры и свойств полимера с пространственной сеткой химических и физических связей, синтез которого основан на использовании реагирующих систем в растворе, от фазового состояния раствора. Предложен способ расчета и построения модели истории фазового поведения раствора для реагирующей системы после отливки пленки при свободном испарении растворителя. Модель фазового состояния раствора реагирующей системы дает возможность на основании кинетических данных реакции полимеризации и испарения растворителя установить параметры, необходимые для отливки пленки с максимальными прочностными характеристиками, и прогнозировать свойства пленки, отливаемой в заданных условиях. [c.225]

Изложены основы термодинамики изолированных и открытых систем, теория бинарных и многокомпонентных растворов, фазовые диаграммы, термодинамическая теория химических реакций и соединений, термодинамика поверхностных явлений. Рассмотрены статистические модели растворов. Общие принципы применимы ко всем материалам. Большинство приложений относится к металлам и сплавам. Все разделы сопровождаются задачами, решения которых приведены в конце книги. В приложениях даны справочные таблицы. [c.4]

Прежде чем перейти к количественному описанию условий равновесия какой-либо реакции в растворе, необходимо выбрать четко определенную химическую модель реакции. Для этого нужна информация о количестве и природе различных химических частиц, находящихся в растворе. Известно несколько способов получения таких данных они будут рассмотрены в настоящей главе. Однако очень часто нельзя непосредственно определить число и состав компонентов химических реакций и в таких случаях приходится привлекать здравый химический смысл и статистику, используя для этого различные модельные системы. Последний подход подробно рассматривается в гл. 5. [c.30]

По мере хода химической реакции концентрация 50 медленно растет, пока произведение [Ва ] [50 ] не достигнет критического значения, соответствующего образованию зародышей кристаллического сульфата бария, после чего раствор быстро мутнеет. В другом примере образующаяся в подкисленном растворе тиосульфата сера остается гомогенно-растворенной, пока не будет достигнуто критическое пересыщение. Для таких простых последовательных реакций ход изменения пересыщения, скорости образования зародышей и роста объема новой фазы представлен схематически на рис. 7, а, б, в. При построении графика 7, в сделано предположение, что размер частиц новой фазы линейно возрастает со временем. Эти реакции являются простейшими моделями некоторых реакций разложения твердых соединений, в которых в течение индукционного периода пересыщение увеличивается до тех пор, пока не начинается образование зародышей новой фазы (см. главы 7 и 9), [c.231]

Рассмотрим зависимость характера развития метасоматической зональности от типа химической реакции между раствором и породой для сформулированной выше модели процесса. Пусть растворенные вещества вступают в независимые реакции с минералами породы, одновременно замещая их по схеме [c.117]

Математические модели метасоматического преобразования пород, рассмотренные выше, развивают теорию метасоматической зональности Д. С. Коржинского (1969) на основе учета кинетики Гетерогенных реакций и существования разных типов геохимических барьеров. Из аналитических решений задачи динамики метасоматоза (полученных впервые автором) следует, что. характер развития зональности определяется типом реакции замещения. Характер границ между зонами (резкие или размытые) зависит от соотношения скоростей диффузии и фильтрации компонентов раствора и реакций замещения. Порядок химических реакций влияет лишь на распределение содержаний минералов вблизи границ зон, при этом в стадию существования стационарного фронта динамика процесса замещения не зависит от порядка необратимых реакций. [c.130]

Одним из наиболее важных доказательств соответствия модели Аррениуса с опытом оказались каталитические свойства кислот. То, что кислоты обладают каталитическими свойствами, было найдено давно, но только теория электролитической диссоциации связала эти свойства с концентрацией ионов водорода. Вследствие большей подвижности ионов водорода по сравнению с подвижностью различных анионов изменение электропроводности раствора должно быть аналогичным изменению каталитической активности раствора, если действительно ион водорода является причиной каталитических свойств. Один из наиболее выдающихся примеров такого соответствия, найденный Гольдшмидтом, показан в табл. 9-1, в которой сравниваются относительная электропроводность и каталитическое действие ряда кислот в безводном этаноле. Несмотря на очевидный успех теории Аррениуса, все же скоро обнаружились и ее недостатки. Вполне естественно, что недостатком этой теории оказалась ее ограниченность. Теория применима только к водным растворам. Конечно, большая часть химических реакций происходит в водных растворах, но существуют и другие растворители, применение которых также имеет большое значение. В то время особенно важным неводным растворителем был жидкий аммиак. Было существенно и то, что эти понятия исключались также для реакций в газовой фазе, где вообще нет растворителя. Другая слабая сторона теории состояла в ограничении понятия основание соединениями, содержащими гидроксильные группы. [c.351]

Рассмотрение термодинамики водных растворов неэлектролитов будет искусственно односторонним, если ограничиться системами без химических реакций. Как раз одна из важнейших ролей воды в природе состоит в том, что она является основной средой, в которой протекают химические процессы в живых организмах. Естественно предполагать, что взаимодействие воды со сложными биохимическими молекулами управляется, в основном, теми же факторами, которые отчасти обсуждались в этой книге (гидрофобные взаимодействия, донорно-акцепторные взаимодействия с полярными центрами и т. п.), а. также обсуждаются в литературе, посвященной водным растворам электролитов. Не случайно водные растворы простых органических соединений столь интенсивно изучаются в последнее десятилетие — они служат моделями очень сложных биохимических объектов и систем. Поэтому представляется необходимым и в рамках этой книги остановиться на некоторых особенностях химических реакций, в которых, в той или иной роли, участвует вода. Таких ролей может быть несколь- [c.166]

Рис. 1. Схема процесса массопередачи в пограничном слое жидкости, сопровождающейся быстрой необратимой химической реакцией, при различных способах ввода углеводорода в реактор модель I — в виде раствора модель II — в виде пара, смешанного с воздухом I — граница раздела фаз х. , — пограничный слой жидкости

В настоящее время теоретические расчеты направлены на то,, чтобы, исходя из различных физических моделей химических реакций в жидкой фазе, определить жонстанту скорости диффузии как функцию вязкости среды и в результате предсказать, при каких вязкостях элементарные процессы пол/имеризации начнут контро лироваться диффузией. Одна из первых моделей была предложена Смолуховскиад. Она определяет число столкновений в растворах, причем молекулы рассматриваются как жесткие шары [c.183]

Данквертс и др. , абсорбируя двуокись углерода щелочными растворами в насадочной колонне диаметром 10 см, установили, что результаты, полученные ими, согласуются с данными моделей Хигби и Данквертса. Результаты Ричардса и др. по абсорбции СОа буферными растворами в присутствии катализаторов в колонне того же диаметра согласуются с моделью Данквертса. Данные Таварес да Силва и Данквертса по абсорбции сероводорода растворами аминов в такой же колонне более согласуются с моделью обновления, чем с пленочной моделью (в этом случае между предсказаниями обеих моделей имеются существенные различия). Данквертс и Гиллхэм показали, что модель поверхностного обновления Хигби могла быть успешно использована для определения скорости абсорбции двуокиси углерода раствором NaOH в колонне диаметром 50 см. Все это говорит в пользу надежности применения моделей поверхностного обновления и свидетельствует о том, что методы, рассмотренные в этой главе,могут успешно применяться для установления влияния химической реакции на скорость абсорбции. Следует, однако, подчеркнуть, что в большинстве случаев данные для пленочной модели были бы почти такими же, что и для моделей обновления поверхности. [c.108]

На основе статистического метода Гиббса можно построить модель неидеального раствора, трактующую отклонение от идеальности в терг шпах совокупности химических реакций образования колшлексов н ассоциатов с пгирокид спектром по составу. [c.16]

Математическая модель хемосорбции двуокиси углерода поташным раствором, описывающая структуру потоков жидкости и газа в насадке, массообмен между жидкой и газовой фагами, влияние химической реакции иа скорость массообмена, была составлена на основе приици-аа деления аппарата на кинетические зоны [Ъ] в зависшости от взаимодействия газовой и жидкой фаз по высоте колонны с изменение концентрации раствора. [c.162]

Особый интерес представляет задача моделирования процессов нелинейной динамики, которые, в своей основе, являются нестационарными при неизменяющихся виещних условиях. Объектом нелинейной динамики может служить процесс массовой кристаллизации из растворов малорастворимых веществ. Разработка модели осуществлялась для процесса кристаллизации двухосновного фосфита свинца, получаемого в ходе химической реакции [c.22]

В основе математической модели лежат представления о кластерах - это устоюшвые образования, которые формируются в 1гересыщенном растворе в ходе серии бимолекулярных реакций между ионами или молекулами растворенного вещества кластеры, достигшие критического размера, расходуются на образование зародышей и играют важную роль в росте кристалла кластеры диффундируют к поверхности растущего кристалла и ожидают в некоторой очереди кластеров со случайной ориентацией на поверхности, что приводит к значительной пленке кластеров, нуждающейся во встраивании в кристаллическую решетку [4 . По такому механизму рост кристаллов как бы квантуется порциями этих кластеров. Причем раствор то обедняется ими за счет роста и образования зародышей, то обогащается ими за счет создания пересыщения путем химической реакции. [c.164]

Газовые и жидкие потоки в абсорберах слабоконцентрирова-ны, что позволяет ввести ряд упрощений оперируют моделью идеального раствора, подчиняющегося законам Генри и Рауля пренебрегают неизотермичностью процесса, теплотами фазовых переходов растворения и химических реакций, рядом других факторов. [c.338]

Современный обзор по массопередаче с химическими реакциями сделан Астарита [11. Наиболее подробно исследована абсорбция газов, представляющая собой важный промышленный процесс, поддающийся теоретической обработке. В качестве модели большинство исследователей используют абсорбцию СО, нейтральными или щелочными водными растворами. Химизм таких процессов установлен. Это обязательное условие, так как без точного знания протекающих реакций невозможно развивать никаких модельных представлений. К сожалению, химизм многих технически важных процессов в системе жидкость — жидкость не установлен. [c.358]

Если предположить, что полная или частичная замена воды Ы-метилпирролидоном не существенно сказывается на механизме и скорости химических реакций, то при моделировании можно использовать кинетическую модель, изложенную выше (см. разд. 6.5). Основанием для такого предположения являются расчеты, выполненные И. Г. Завелевым (МИХМ). Он обработал опытные данные Ю. В. Аксельрода и А. И. Морозова по кинетике абсорбции СО2 водноорганическими растворами МЭА в пленочной колонне и нашел при умеренных степенях карбонизации значения г, весьма близкие к описываемым уравнениям (2.93). Соответственно, для построения локальной модели массопередачи рекомендуется при умеренных степенях карбонизации использовать уравнение (2.40), при высоких степенях карбонизации (а 0,5)—уравнение (6.17). [c.193]

I текающие между твердым веществом и жидкостью и сопровождающиеся переходом этого вещества в раствор Более всего этот процесс используется в химической промышленности, но он играет важную родь и в металлургии, пищевой промышленности и даже машиностроении. Накоплен большой материал по растворимости твердых веществ, особенно солевых систем. Дальнейшее раг5витие получило учение о кинетике гетерогенных химических реакций, в том числе учение о кинетике растворения. Знание равновесия и кинетики позволяет перейти к построению математической модели процесса и ею оптимизации. [c.6]

Исследования химических реакций в неглубоко замороженных многокомпонентных растворах позволили экспериментально продемонстрировать структурную и фазовую неоднородность этих систем (в том числе и при температурах ниже эвтектических), подтвердить существование в них областей с подвижностью молекул, сравнимой с подвижностью в жидких средах, а также предложить кинетические модели, на количественном уровне описывающие протекание соответствующих реакций и объясняющие экстремальные температурные зависимости скоростей химических процессов в таких системах (см. обзорные работы [3, 19-21]. Было установлено, что неглубоко замороженные многокомпонентные растворы не являются полностью твердыми не только в области фазовой диаграммы между линиями ликвидуса и солидуса, но и значительно ниже последней. Как раз в этих неотвержденных зонах, названных в работе [22] незамерзшей жидкой микрофазой (НЖМФ), молекулы обладают достаточно высокой подвижностью. Если реагенты хорошо растворимы, то они концентрируются (в предельном случае - полностью) в НЖМФ. [c.72]

Общая теория влияния ионной силы на скорость химической реакции была дана Брендстедом [ 131, Бьеррумом [ 14 ], Христиансеном [15] и Скетчардом [8]. Скетчард, кроме того, предложил определенную модель активированного комплекса в ионном растворе и вывел уравнение, связывающее скорость реакции с ионной силой. Рассмотрим реакцию общего типа [c.233]

Может рассматриваться и другая модель этих реакций, учитывающая включение кислорода в те или иные функциональные группы. Последующее удаление кислорода может идти в виде СО, СОг и Ог. При этом соотношение между скоростями парциальных реакций зависит не только от состава раствора, потенциала и состояния поверхности электрода, но и от кристаллохимии поверхности. Так, электрохимическому окислению с удалением в виде СО и СОг подвергается в первую очередь неорганизованный аморфизованный углерод. С другой стороны скорость выделения молекулярного кислорода выше на боковых атомах гексагональной структуры. Образование наиболее важ-,ных продуктов СОг И Ог может происходить как химическим путем [c.132]

Теоретическая обработка этих явлений весьма сложна. Эта обработка производится с помощью методов диффузионной кинетики. Здесь необходимо учитывать негомогенное распределение радикалов Н и ОН при этом диффузионные процессы протекают одновременно с процессами взаимодействия. Д. Ли [22], А. Самюэль и Дж. Маги [21] предположили, что процессы диффузии радикалов подчиняются законам Фика, а процессы взаимодействия — обычным кинетическим уравнениям второго порядка. В наиболее общей форме такая обработка была проведена А. Купперманом 189, 259], который проинтегрировал диффузионно-кинетические уравнения с помощью высокопроизводительной электронной счетной машины. При математической формулировке общей диффузионно-кинетической модели он исходил из того, что если мощность дозы достаточно низка и перекрывания треков не наблюдается, то химическое действие ионизирующего излучения МОЖно рассматривать как сумму эффектов отдельных частиц. В этом случае скорость изменения во времени концентрации с,- частиц д ,- в положении Р раствора есть сумма эффектов общей скорости диффузии данных частиц в это положение и их скоростей появления и исчезновения вследствие химических реакций,, протекающих [c.147]

Анализ равновесия в системе и-О-С проводился с помогцью программы Астра и с помош ью разработанного в РПЦ Курчатовский институт программного комплекса Химический Верстак , который представляет собой специализированную компьютерную программу для моделирования, проектирования и оптимизации широкого спектра процессов, реакторов и технологий. Комплекс Химический Верстак включает в себя широкий набор моделей технологических процессов, исчерпывающие базы данных и использует достоверные и проверенные методы решений. В частности, обширная встроенная база данных по свойствам веществ и химических реакций дала возможность провести детальный расчет равновесия системы. Для этой цели использовалась модель Металлургический Реактор , которая позволяет делать расчет равновесия в системах, характеризующихся многочисленными фазовыми переходами и широкой вариацией давления, с учетом образования пеидеальных сплавов и растворов. [c.285]

В гл. 1 было показано, что закономерности растворения (сорбции) низкомолекулярных веществ в полимерах удовлетворительно согласуются с моделью, согласно которой большая часть раство-венного вещества содержится в центрах сорбции центрами сорб-дии могут являться устойчивые нарушения ближнего порядка т расположении макромолекул, и лишь небольшая часть нахо-рится вне этих центров. Мы рассмотрим, как влияет такая струк-цура раствора на кинетику химических реакций, в которых участвуют низкомолекулярные вещества, растворенные в полимере. [c.138]