Кинетика реакций в статических условиях

Кинетика реакций в статических условиях [c.18]

Кинетика гетерогенных каталитических реакций в статических условиях [c.316]

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

Однако кинетика оксиэтилирования в указанных работах [1—8] изучалась при сравнительно невысоких температурах (до 100° С) и в статических условиях, т. е. без перемешивания и непрерывной подачи окиси этилена. Поэтому результаты этих работ не могли быть использованы для промышленных синтезов, так как при проведении оксиэтилирования в производственных условиях перемешивание и непрерывная нодача газообразной окиси этилена, несомненно, скажутся на кинетике реакции оксиэтилирования. Работ по оксиэтилированию в условиях, близких к промышленным, проводилось много, но ни в одной из них не ставилось целью выяснение кинетики этой реакции. Кинетика оксиэтилирования соединений, содержащих несколько гидрофобных и гидрофильных цепей, также ранее не изучалась. Поэтому этот вопрос представляет определен- -ный интерес как с теоретической, так и с практической точки зрения. [c.162]

Кинетика односторонних реакций простых типов, протекающих в статических условиях [c.314]

Рассмотрим формальную кинетику односторонних реакций простых типов, протекающих в статических условиях. [c.314]

Достоинством проточного метода является то, что он позволяет изучать реакции в стационарных условиях и проводить более простой математический анализ кинетики реакции, чем в статических условиях. Кроме того, изучение можно проводить на любой желаемой стадии процесса. [c.106]

На практике химические газофазные процессы обычно осуществляются непрерывно в проточных реакторах в так называемых динамических условиях. В отличие от рассматривавшихся до СИХ пор закрытых (статических или замкнутых) систем, в которых реакции протекают при постоянном объеме, в открытых (проточных) системах процессы протекают при постоянном давлении. Статический метод позволяет проследить в течение одного опыта зависимость скорости процесса от концентрации реагирующих веществ в широком интервале их изменений и потому особенно пригоден на начальной стадии исследования кинетики процесса. Динамический метод позволяет быстрее накапливать продукты реакции и при установлении стационарного состояния, когда состав выходящей из реактора смеси продуктов становится постоянным, получать пов-торимые кинетические данные, значительно более надежные, нежели единичная точка на кинетической кривой опыта в статических условиях. [c.251]

Кинетика реакций в потоке в принципе подчиняется тем же законам, что н в статических условиях (в замкнутом объеме), но время реакции заменяется на время контактирования. Кроме того, вводится поправка на изменение объема газовой смеси при изменении числа молей в ходе реакции, так как в статических [c.252]

Работа 7. Кинетику реакции разложения изучают в газовой фазе в статических условиях путем измерения давления (манометрический метод). Реакция на 90 % протекает цо стехиометрическому уравнению [c.797]

В химической кинетике различают также реакции, протекающие в закрытых или открытых системах. Примером реакции в закрытых системах могут служить реакции в замкнутых сосудах их называют также статическими, или реакциями в статических условиях. [c.236]

II водорода в газе, поступающем на карбонилирование, имеет существенное значение. При изучении кинетики карбонилирования пентен-пентановой фракции синтина в статических условиях выяснилось, что скорость реакции [c.342]

Кажущаяся простота стехиометрии и распространенность участвующих в реакции компонентов вызвали появление большого числа работ, посвященных цепной реакции кислорода с водородом, изученной преимущественно в статических условиях при умеренных температурах. К сожалению, в этих условиях основные кинетические особенности реакции определяются гетерогенными процессами, происходящими на стенках реакционного сосуда, поэтому невозможно добиться разделения реакции на зоны инициирования, экспоненциального роста активных центров и выделения тепла при рекомбинации. Реакция кислорода с водородом широко исследована в ударных волнах Р. Гет-зингером и Г. Шоттом. В этих условиях реакция строго гомогенна, и, наблюдая главным образом за концентрацией радикала ОН, можно подробно исследовать различные зоны реакции. Авторы приводят результаты своих экспериментов и сопоставляют их с данными, полученными с помощью других методик, например с измерениями пределов воспламенения. На кинетике этой реакции, типичной для процессов окисления вообще, отражается уменьшение числа частиц в ходе процесса. [c.11]

На протяжении многих лет измерение концентраций атомов и радикалов было основной проблемой газовой кинетики. Ныне известно большое число простых методов измерения относительных и абсолютных концентраций различных реагентов, что привело к непрекращающемуся расширению типов реакций различной сложности, которые можно исследовать этими методами. Для измерения концентраций атомов и радикалов в струевых разрядных установках специально разработано несколько методов. Вообще говоря, эти методы можно классифицировать как методы хемилюминесцентного титрования (разд. 3.2.8). Другими методами служат специально приспособленные для струевых условий методы исследования быстрых газофазных реакций в статических условиях. Учитывая низкие концентрации всех [c.302]

В настоящее время имеется большая литература о гидродинамике и теплообмене при наличии химических реакций (например, [1,2]). В подавляющем большинстве этих работ рассматривается вопрос о том, как влияют эндо-или экзотермические реакции на обтекание потоком сравнительно высокотемпературных газов или жидкостей твердого препятствия, теплообмен в пограничном слое, истечение из сопла и т. п. При этом реальные конечные скорости химических реакций обычно не рассматриваются. Имеются и сравнительно немногочисленные работы по кинетике химических реакций прп высоких температурах, но либо в статических условиях, либо в потоке, изменение гидродинамических и температурных параметров которого не рассматривается (например, [3, 4]). В то же время для понимания химических процессов в плазменных струях и управления ими необходимо знать изменение во времени и пространстве концентраций отдельных компонентов с, реакций (при конечных скоростях реакций), скорости V и средней температуры Т струн. Поэтому следует ставить такую задачу, решение которой дало бы зависимости С = ср/(г) (/ = 1,. . . , п), и = Т = /2(0. Для этого требуется система уравнений гидродинамики при наличии химических реакций и решение ее относительно переменных V, Т, с/. [c.12]

Исследование гидратации пропилена при повышенном давлении проводилось в основном с целью проверки результатов, полученных при изучении кинетики этой реакции нри давлениях, не превышающих атмосферное, в статических условиях [1]. В обоих случаях в качестве катализатора использовалась фосфорная кислота. При исследовании кинетики гидратации пропилена в статических условиях мы, использовав метод 12] устранения диффузионных ограничений путем нанесения кислоты тонким слоем на стеклянные трубки, определили абсолютную (максимальную) активность фосфорной кислоты для реакции, которую можно характеризовать константой скорости А,. Величина практически не зависящая от начального давления пропилена, резко меняется с изменением начального давления воды. Это обусловлено тем, что упругость паров воды над кислотой и концентрация кислоты, а следовательно, и ее каталитическая активность тесно связаны. Показано, что при 117,5 [c.549]

Замедление такой реакции, установленное также прямыми измерениями кинетики ионного обмена в статических условиях, следует отнести за счет сжатия пространственной сетки смолы и понижения ее проницаемости для обменивающихся ионов. [c.76]

Изучение кинетики быстротекущих реакций в статических условиях закрытой системы зачастую бывает связано с значительными экспериментальными трудностями, особенно ощутимыми, когда объектом исследования является процесс, характеризующийся значительным тепловым эффектом. [c.177]

Однако химические превращения происходят во времени с различными скоростями выхода продуктов реакции и выделения (или поглощения) тепловой энергии. Научиться управлять такими процессами очень важно. Основные количественные характеристики химического превращения, такие, как скорость протекания реакции, скорость расходования"исходных веществ и скорость выделения (или поглощения) энергии в форме теплоты нельзя изучить, используя только фундаментальные законы и термодинамические соотношения, предназначенные для статических условий. Они рассматриваются в специальном разделе физической химии или в самостоятельном курсе, который называют химической динамикой или химической кинетикой. Химической кинетикой называется учение о законах протекания химических превращений во времени, о скоростях реакций и их механизмах. [c.164]

КИНЕТИКА РЕАКЦИЙ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ . [c.19]

КИНЕТИКА ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И ПОТОКЕ [c.405]

Основной теоретической задачей в химической кинетике является создание такой системы взглядов и уравнений, которая позволила бы, исходя из молекулярных параметров реагирующих компонентов и внешних условий протекания процесса, вычислить его скорость. К молекулярным параметрам относятся масса реагирующих молекул, их форма и размеры, порядок связи отдельных атомов и атомных групп в молекуле, энергетическая характеристика отдельных связей, совокупность возможных энергетических состояний молекулы. Под внешними условиями понимается давление (или концентрации), температура, условия, в которых осуществляется процесс (например, проведение реакции в статических условиях или в потоке). В решении этой задачи важным этапом является применение молекулярно-кинетической теории к интерпретации кинетических закономерностей при химических превращениях, поэтому настоящая глава и посвящается тем основам молекулярно-кине-тической теории, которые будут использованы далее при решении поставленной задачи. [c.89]

При заданных внешних условиях (Т, Р, среда, Ю) скоросчь является функцией копцентрации реагирующих веществ. Основной постулат химической кинетики (закон действующих масс, Гульдберг и Вааге) определяет, что скорость реакции, протекающей в статических условиях, пр0110р1ДИ011альна произведению концентрации реагирующих веществ в с гспенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции [c.137]

Кинетические кривые АР—I окисления таких непредельных углеводородов, как этилен и ацетилен, имеют совсем иной вид, чем в случае окисления предельных углеводородов. Так, Хиншельвуд и Томнсон [45], изучавшие кинетику окисления этилена в статических условиях Т = 450° С С2Н4+ 20а) нашли, что прирост давления по ходу реакции не имеет -образного характера. В начале наблюдается небольшой период индукции без видимого изменения начального давления, затем происходит линейный прирост давления. Скорость реакции, следовательно, после незначительного промежутка времени достигает максимального значения, которое затем только медленно и плавно уменьшается в результате израсходования исходных веществ. Нарастание же скорости реакции до максимального значения происходит не по закону N6 . Таким образом, наблюдаемые в случае окисления этилена кинетические закономерности не дают ответа па вопрос о кинетическом механизме реакции. [c.76]

В одной из первых работ Б. В. Айвазов и Б. М. Нейман [26] на примере пентано-кислородной смеси измерили кинетику холоднонламенного окисления как по давлению, так и по продуктам реакции. Окисление проводилось в статических условиях, реакционный сосуд был из кварцевого стекла, холодные пламена наблюдались визуально через прорезь, сделанную вдоль печи, изменения давления в реагирующей смеси регистрировались чувствительным стеклянным мембранным манометром. Продукты реакции отбирались в 20 опытах, растворялись в воде и анализировались. Альдегиды определялись гидроксиламинным методом, перекиси — по выделению иода из кислого раствора иодистого калия, кислоты — при помощи титрования раствором Ва(0Н)2. [c.160]

Подробно было изучено в статических условиях в сосуде из стекла пирекс верхнетемпературное (370° = 220 мм рт. ст.) и холоднопламен-пое (300° = 320 мм рт. ст. три холодных пламени) окисление пропилена. Кинетика изменения давления ( АР — I) по ходу верхнетемпературной реакции представляет собой типичную -образную кривую, полулогарифмическая анаморфоза, которой до момента максимума скорости дает прямую линию. Из наклона последней значение со в уравнении АР = определяется равным 0,177 сек. (см. рис. 142). Кинетика [c.374]

В 50-х годах появился ряд работ Мак Ивена и Тиннера [5—81, посвященных детальному изучению кинетики медленного окисления циклопропана. Опыты проводились в статических условиях в температурном интервале 380—430° С с циклопропано-кислородными смесями составов 1 1 и 3 1 при давлениях 100—400 мм рт. ст. Реакция имеет период индукции, после которого наблюдается значительный прирост давления. Кинетическая кривая АР /(/) имеет явно выраженный автокаталитиче-скпй характер (см. рис. 160). Нарастание давления подчш-яется экспоненциальному закону, что доказывается получением прямой лииии при полулогарифмической анаморфозе кинетической кривой. Макси.мум скорости реакции находится при приблизительно 64% превращении (см. рис. 161, б), т. е. несколько сдвинут в сторону больших процентов превращения по сравнению с обычной б -образной кривой окисления углеводородов, имеющей максимум при 50%. Максимальная скорость реакции пропорциональна концентрации кислорода при малых его давлениях. Сверх же некоторого критического значения давления кислорода (обычно порядка 100 МЛ1 рт. ст.) скорость реакции от него не зависит. В этих [c.415]

Статические условия Газовая смесь реагентов подается в термо-статированныЛ реактор. Если реакция идет с изменением числа молей, то кинетику обычно снимают по изменению давления в системе. Реактор изготовляется из стекла пирекс марки ЗС-5 или плавленого кварца обычно в форме цилиндра или сферы. Для того чтобы свести к минимуму участие стенк.и в рад-икальных реакциях, стенку покрывают пленкой ня гакях веществ, как КС1 или Н3ВО3. Чтобы выяснить, не участвует ли стенка в реакции, проводят опыты в реакторах разного диаметра, формы и вводят в реактор стеклянные трубочки. Скорость гомогенной реакции получают, экстраполируя зависимость Ц/ от к 51 = 0. Температуру внутри реактора измеряют при помощи термопары. Для сведения к минимуму изменения давления в ходе опыта из-за колебаний температуры термостата часто используют дифференциальную схему в термостат помещают вместе с реактором сосуд, наполненный инертным газом, и измеряют изменение давления в реакторе относительно давления в холостом сосуде. [c.271]

НачнбхМ изучение химической кинетики с рассмотрения кинетики гомогенных химических реакций в статических условиях. Прежде всего дадим определение скорости химической реакции. [c.237]

В физической химии часто рассматривают кинетику собственно химической реакции в статических условиях, т. е. независимо от движения вс1цеств и других физических стадий процесса их реагирования— диффузии, перемешивания и т. п. реакция рассматривается при данной температуре и одинаковых концентрациях каждого реагирующего вещества в каждой точке данного объема. [c.85]

Райф [269] изучил кинетику реакции в статических условиях при циркуляции смеси СО и СО2 свободной копвекцией через слой нагретого угля. Опыты проводились при г = 700—1000° С и давлениях 400—630 мм рт. ст. на угле. По мнению автора, скорость реакции С02- -С = 2С0 значительно больше, чем скорость адсорбции СО. [c.201]

Подробные исследования кинетики реакций системы углерод — пар были проведены Хиншельвудом и сотрудниками (в Оксфордском университете)— Гэдсби, Хиншельвудом и Сайксом [266] и затем Гэдсби, Лонгом, Хиншельвудом и Сайксом [277]. Они исследовали реакцию разложения водяного пара в засыпке из очпш онного древесного угля и угля, полученного из скорлупы кокосового ореха, в статических условиях и в проточной установке при нормальном атмосферном давлении и изменении парциального давления отдельных газов в пределах 10—760 мм рт. ст., но в довольно узкой области температур — 680—860° С. В качестве неактивного, несущего газа использовался азот. [c.215]

Обоснованы новые взгляды на кинетику реакции алкилирования и составлены кинетические уравнения для процессов, проходящих в статической, полупроточной и проточной системах, в гомогенных и гетерогенных условиях. Представлены экспериментальные зависимости влияния температуры, давления, времени контакта, мольного соотношения реагентов, ультрафиолетового и у-излучений и других факторов на выход продуктов алкилирования. Обсуждены вопросы промотирования катализаторов. Монография может быть использована в практической и научной деятельности инженерами и научными работниками предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, научными работниками академических институтов, отраслевых НИИ и КБ, может служить также учебным пособием для преподавателей, аспирантов и студентов вузов химико-технологических специальностей. [c.2]

В статических условиях при низких давлениях кинетика реакции глубокого окисления была изучена на типичном контакте глубокого окисления Mg г204 на примере реакции окисления этилена [264]. На рис. 55 показаны типичные кинетические кривые окисления стехиометрической смеси этилена с кислородом на хромите магния при различной температуре. Кинетика реакции глубокого окисления этилена хорошо онисывается уравнением Рогинского-Зель-довича, характерным для неоднородной поверхности. [c.170]

В 1956 г. Васильев, Елович и Марголис [129] изучали реакцию окисления на активной двуокиси марганца при температуре около 20° С. Для определепия скорости обмена кислорода окиси углерода и двуокиси марганца применяли 0 . Кинетика реакции исследовалась в обычных статических условиях. Было найдено, что кинетика обмена СОд с двуокисью марганца подчиняется первому порядку а константа скорости равна 0,0020 мин . Уменьшение поверхности за счет адсорбции окиси углерода отвечает первому порядку при константе скорости, равной 0,0027 мин . При вo тaпoвлeнии поверхности двуокиси марганца приблизительно на 5% реакция окиси углерода с кислородом протекает но первому порядку, а константа скорости становится равной 0,0215 минГ - Константы скорости показывают, что скорости обмена и уменьшения поверхности приблизительно равны между собой, в то время как константа скорости реакции окисления примерно в 10 раз больше. Таким образом, из данных по кинетике и изотопного обмена можно сделать предположение, что механизм окисления на двуокиси марганца протекает путем чередования восстановлепия и окисления поверхности. Авторы предполагают, что при более высоких температурах соотношение между скоростями отдельных стадий и скоростью реакции может быть различным. [c.334]

Как известно, задачи химическо кинетики с математической точки зрения сводятся к задаче решения и исследования систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка с коэффициентами, роль которых играют константы скоростей реакции q = 1,2,..., т). Ниже для простоты изложения рассматривается случай изотермических реакций (для которых все / q = onst) в статических условиях обобщение полученных ниже результатов на неизотермические реакции в потоке не представляет принципиальных затруднений. [c.66]

В работе изучены некоторые кинетические закономерности реакции конденсации толуола с формальдегидом. Изучение кинетики проводилось в статических условиях по методике, описанной ранее [9]. Кинетическим методом (но значениям эффективных констант скоростей) была определена сравнительная реакциопиая способность толуола и дитолилметана в реакции конденсации их с формальдегидом, равная 1 2,84. Большая реакционная способность дитолилметана по сравнению с толуолом в исследуемой реакции объясняется более высокой основностью ароматических ядер в молекуле дитолилметана. Это играет решающую роль в макростадии, определяющей скорость реак ции-взаимодействия ароматического ядра с положительно заряженным оксиметилкатионом [9]. [c.39]

В работах, проводившихся в Технологическом институте в Дельф-те (Голландия) [18, 19], кинетика димеризации пропилена изучалась в проточной системе методом отбора проб, в работе сотрудников НИИМСК [20] — в статических условиях по изменению давления в системе. Результаты исследований хорошо согласуются между обой. Установлено, что порядок реакции по пропилену близок, в соответствии с механизмом Циглера, к первому. Начальная скорость реакции линейно зависит от концентрации катализатора. Величина энергии активации, по данным [19], 11,7, по данным [c.180]

В книге рассмотрены формальная кинетика химических реакций в статических условиях и в потоке, общие закономерности распада и образования молекул, основы теории столкновений и переходного состояния, теории моно- и тримолеку-лярных реакций, кинетика реакций в растворах, теория цепных и фотохимических реакций, кинетика, химических реакций под действием излучений высокой энергии, современные теории гомогенных и гетерогенных каталитических реакций, кинетика ферментативных реакций и реакций образования высокомолекулярных соединений. Достаточно подробно дан вывод всех формул. [c.2]