Определяющий этап процесса — диффузия

Скорость суммарного процесса зависит от наиболее медленной (контролирующей) стадии. При умеренных температурах скорость травления определяется стадией химического взаимодействия, реже — процессом диффузии. При высоких температурах контролирующей стадией служит диффузия. Адсорбция и десорбция характеризуются малыми энергиями активации, протекают (сравнительно с другими этапами) быстро и поэтому лишь изредка лимитируют процесс. [c.101]

В выражении для относительного изменения концентраций фигурируют либо экспериментальные величины (концентрации, скорость реакции, которой соответствует поток, стехиометрия), либо геометрические размеры (диффузионный путь), либо физические величины (коэффициент диффузии). На первом этапе процесса диффузии концентрации, стоящие в уравнениях, непосредственно доступны экспериментальному определению. На последующих этапах расчета используются значения концентраций, которые устанавливаются в результате протекания предшествующего диффузионного процесса их можно получить, рассчитывая разность концентраций на предшествующем этапе. Эти соображения основываются на предположении о квазистационарности диффузионного режима диффузия в каждый момент времени определяется только теми значениями концентраций, которые существуют в данный момент времени на концах диффузионного пути следовательно, количеством жидкого или газообразного вещества, которое может накопиться вдоль этого пути, можно пренебречь по сравнению с общим количеством обменивающегося вещества. Такое предположение позволяет отождествить потоки, фигурирующие в уравнениях, с величиной, получаемой от деления полной измеренной скорости реакции, выраженной числом молекул на отрезок диффузионного пути. Размер этого отрезка и длина диффузионного пути определяются геометрией образца и реакционной камеры. Что касается коэффициента диффузии, то его значения приведены в таблицах (некоторые значения даны в приложении 1 более полные таблицы можно найти в цитируемой в этом приложении литературе). Кроме того, коэффи- [c.134]

Внешнедиффузионная область реализуется, главным образом, в окрестностях максимума скорости реакции. Там же следует ожидать максимального внутридиффузионного торможения. Как мы видели, наличие внешне- и внутридиффузионного торможения легко фиксируется экспериментально. Относительно просто та же найти интервал условий, где их влиянием можно пренебречь. В то же время следует заметить, что влияние процессов диффузии в газовой фазе на наблюдаемую кинетику топохимической реакции должно быть относительно малым в начальный и конечный периоды, когда скорости реакции малы. Поэтому в принципе кинетические параметры топохимических реакций могут быть определены из данных для начального или конечного участка кинетической кривой по зависимости скорости реакции от концентраций, температуры и других параметров. Однако следует учитывать, что интерпретация экспериментальных величин для начального этапа реакции более сложна [21]. [c.97]

Известно также, что кристаллографический фактор определяет и стабилизирует форму частицы с этапа ее зарождения до определенного размера, при котором нарушается условие когерентности поверхности раздела фаз. Этот размер обычно мал и превышает размер критического зародыша не более чем на один порядок. Кроме того, кинетика поверхностных процессов стаби-лизи.рует форму частицы до тех пор, пока она не достигает размера, при котором происходит переход от роста, лимитируемого кинетическими явлениями, к росту, лимитируемому диффузией. Причем этот стабилизирующий механизм действует независимо от анизотропии удельной свободной поверхностной энергии. Таким образом, кинетические явления эффективно стабилизируют форму кристалла, пока они лимитируют скорость его роста. В приближении сферической формы кристалла и послойного механизма его роста можно определить порядок величины критического размера кристалла Rkp, соответствующего переходу к росту, лимитируемому диффузией, из следующего выражения [c.373]

Принципиальным отличием подхода Хиншельвуда к рассмотрению кинетики роста микробной популяции является развитие концепции определяющего этапа цепи метаболических процессов. Распространенные представления об узком месте как звене, в котором реакция протекает с наименьшей скоростью и тем самым определяет кинетику всего процесса в целом, являются справедливыми для линейных последовательных реакций. Когда процесс в целом определяется протеканием реакций, соединенных в циклы и образующих пространственную сетку последовательных переходов, предполагающих альтернативные пути метаболизма в зависимости от конкретных условий, Хиншельвуд, развивая концепцию узкого места, предлагает принцип наибольшей скорости реакции. Суть этого принципа заключается в том, что при наличии различных маршрутов реакций основное значение в общем процессе метаболизма приобретает тот путь, по которому реакция может развиваться при данных условиях с наибольшей скоростью. Любое изменение условий роста приводит не к изменению локальной стадии микробиологического синтеза, а к перераспределению кинетических параметров всей системы. Ограничение общей скорости процесса в сетке химических реакций внутриклеточного метаболизма не обязательно определяется наиболее медленной стадией, а зависит от соотношения констант скоростей ряда отдельных реакций. При этом соотношение ферментов различных этапов процесса микробиологического синтеза, их разрушение, расход, образование и диффузия определяют поведение популяции в целом. Основное уравнение кинетики процесса микробиологического синтеза, по мнению Хиншельвуда, должно иметь следующий вид [c.93]

В общем случае рассмотрение задачи о массопереносе через сферическую границу раздела фаз включает следующие этапы. Решается система уравнений Навье — Стокса, записанных для каждой из фаз, и определяется распределение скоростей в фазах. Полученное распределение скоростей используется для решения уравнения конвективной диффузии и определяются локальные коэффициенты массопередачи в виде функции сферических координат. Вычисляется среднее по всей поверхности капли значение коэффициента массопередачи в виде функции от времени протекания процесса. Рассчитываются средние по времени коэффициенты массопередачи. Однако, при практическом рассмотрении данного вопроса делаются определенные допущения. Выделяются три случая лимитирующего сопротивления дисперсной фазы лимитирующего сопротивления сплошной фазы и соизмеримых сопротивлений в обеих фазах. [c.123]

Изучение кинетики адсорбции в чистом виде — задача крайне сложная, так как наблюдаемое поглощение вещества на межфазной границе протекает в два этапа 1) диффузия вещества к поверхности и 2) собственно адсорбция. Очень часто кинетику наблюдаемого процесса определяют преимущественно диффузионные явления. [c.82]

В физико-химических процессах, происходящих в гетерогенной системе газ — жидкость, диффузия является физическим этапом, определяющим в большинстве случаев геометрические размеры реакторов. Реакторы для проведения процессов в системе газ — жидкость конструируются, главным образом, по принципу абсорбционных аппаратов, имеют большой объем, но относительно просты и легки в эксплуатации. Промышленные реакторы для систем газ — жидкость являются реакторами непрерывного действия реже используются реакторы полупериодического действия, имеющие непрерывное питание газом. При изучении процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией (хемосорбция), необходимо одновременно рассматривать уравнения диффузии и химической кинетики, так как общая скорость процесса определяется скоростью перемещения реагентов к месту реакции и скоростью химической реакции. [c.137]

Трехокись азота с водой образует азотистую кислоту, которая разлагается по уравнению (в). Оксиды азота N0 и N62 практически не растворимы в воде. Абсорбция двуокиси азота является хемосорбционным процессом массопередачи в системе газ —жидкость, к которому применимы все способы интенсификации подобных процессов, рассмотренных в ч. I, главах II и V. В зависимости от условий общую скорость процесса могут определять реакции или диффузия двуокиси азота из газовой фазы. Диффузионный этап обычно лимитирует в конце процесса абсорбции при малых концентрациях N02 в газовой фазе. По мере протекания процесса абсорбции N02 концентрация получаемой азотной кислоты возрастает при этом увеличивается упругость окислов азота над раствором азотной кислоты, т. е. снижается движущая сила процесса [см. ч. I, уравнение (II. 68)]. При достижении равновесия процесс прекращается. Положительное влияние на абсорбцию двуокиси [c.58]

Кинетика и механизм термического окисления. Общий характер процесса термического оксидирования кремния может быть представлен кинетической кривой d = /(т) при Т = onst, где d — толщина пленки оксида т —время (рис. 63). Условно кривая может быть разбита на четыре участка, для которых явный вид функции d = /(т) различен. Участок I, соответствующий начальному периоду окисления, описывается линейной функцией d = kx. Скорость роста пленки на этом этапе постоянна и определяется стадией поверхностной реакции. В реальных условиях обычно эту стадию не наблюдают, поскольку поверхность кремния уже покрыта тонким плотным слоем оксида (см. рис.62,а). По мере роста пленки все большую роль начинает играть диффузия окислителя к границе раздела Si—SiOg. Поэтому на участке И линейная зависимость к = kx сменяется линейно-параболической [c.112]

Первым этапом процесса растворения полимеров является набухание. Скорость набухания определяется скоростью диффузии растворителя в частицы полимера и при прочих равных условиях размером (удельной поверхностью) этих частиц. Используемые для получения волокон промышленные марки полимеров и сополимеров винилхлорида являются обычно порошками с малым размером частиц. Размер зерен, например, порошка суспензионного ПВХ составляет от 20 до 100 мкм (размер зерен основной фракции примерно 50 мкм). Эти зерна представляют собой агломераты более мелких, непрочно связанных между собой частиц. Наблюдения под микроскопом показали, что при контакте с растворителем зерна ПВХ уже через 20—30 с разделяются на составляющие их частицы и набухание при комнатной температуре заканчивается (о чем можно судить по прозрачности всей массы) через 3—4 мин. При повышении температуры продолжительность набухания существенно сокращается. Однако при смешении порошка полимера с растворителем при недостаточно интенсивном перемешивании и быстром набухании полимера легко образуются комки, которые набухают только с поверхности. Удельная поверхность полимера резко сокращается, что приводит к замедлению набухания и процесса растворения в целом. Ускорить растворение в этом случае можно только применением механических устройств, разбивающих (растирающих) комки. Более рациональным путем ускорения растворения является предварительное суспендирование полимера в растворителе, т. е. интенсивное равномерное смешение компонентов в условиях, когда исключается значительное набухание частиц полимера, способствующее их слипанию. Получение равномерной суспензии может быть обеспечено понижением температуры. Так, набухание суспензионного ПВХ в диметилформамиде при О °С заканчивается только через 2—3 ч. При последующем повышении температуры набухание и растворение хорошо суспендированного полимера проходят весьма быстро и их продолжительность практически совпадает с продолжительностью нагревания массы до заданной температуры растворения. [c.392]

В живых организмах диффузия тесно связана со многими биологическими явлениями. Так, например, получены экспериментальные данные, указывающие на то, что скорость многих физикохимических процессов в организме зависит прежде всего от скорости диффузии реагирующих веществ, т. е. от скорости доставки сырья . Общая кинетика биологических явлений определяется наиболее медленным их этапом — диффузией реагентов, а не биохимическими реакциями, протекающими при участии ферментов с очень большой скоростью. [c.22]

Предлагаемый метод позволяет получить разумные значения коэффициентов диффузии внутри таблетки, констант скорости адсорбции и равновесных адсорбционных коэффициентов. Внутренняя диффузия является лимитирующей стадией переноса вещества независимо от размеров таблеток, а для частиц наибольшего размера (радиус равен 0,5 мм) этот этап полностью определяет весь процесс. В случае пропана при 50 С за счет поверхностной диффузии переносится 73% от общего количества вещества, поступающего внутрь таблетки. Поверхностные коэффициенты диффузии, измеренные таким способом, относятся к случаям очень малых покрытий поверхности (10-2% монослоя). [c.116]

Экспериментально установлено, что диффузия газов в металлах протекает в атомарном состоянии. Водород, находящийся в металле, ионизируется и диффундирует в виде протонов. Поскольку процесс диффузии газа определяет хемосорбция, то насыщение газами металлов в значительной степени зависит от состояния их поверхности. Наличие на поверхности металлов окисных или других пленок резко замедляет диффузию газов. Следует отметить, что в процессе пайки в газовых средах, когда окисная пленка с поверхности соединяемых деталей удалена, создаются особенно благоприятные условия для насыщения металла газами. В результате диффузии в поверхностном слое металла образуется зона твердого раствора с плавным изменением концентрации. Истинное растворение является эндотермическим процессом, поэтому с повышением температуры растворимость газов в большинстве металлов возрастает. Процесс растворения обратимый. Если содержание растворенного газа превысит предел растворимости, то должен наступить этап перестройки решетки пересыщенного твердого раствора в решетку низшего химического соединения. Наступление этого этапа зависит от соотношения скоростей [c.124]

Из приведенного соотношения следует, что скорость диффузии обратно пропорциональна размерам диффундирующих частиц, возрастает с повышением температуры и уменьшается с повышением вязкости растворителя или дисперсионной среды. Отсюда следует, что, зная коэффициент диффузии, можно определить размеры диффундирующих частиц. Рассмотренное уравнение может сыграть решающую роль для достижения достоверного уровня оценки размеров структурных образований в нефтяных системах при осуществлении связанных с ними технологических процессов. На современном этапе развития теории регулирования фазовых переходов в нефтяных системах, основанной на знании и регулировании размеров структурных образований, указанное предположение может иметь принципиальное значение. [c.20]

В цепи этапов, составляющих сложный необратимый процесс, должен, очевидно, иметься по крайней мере один необратимый этап. Скорость сложного процесса в целом должна быть равна скорости на первом необратимом этапе, т. е. скорости первого необратимого перехода из последнего равновесного состояния. Таким образом, для определения скорости сложного процесса достаточно определить скорость первого необратимого этапа, или, как его принято называть, контролирующего этапа. Таким контролирующим этапом могут быть процессы подвода реагирующих веществ к поверхности или отвода от нее продуктов реакции. Так как эти процессы подчиняются закономерностям, характерным для диффузии, то и кинетика всего слон ного процесса будет носить диффузионный характер. В этом случае говорят, что процесс протекает в диффузионной области. Может оказаться также, что контролирующим этапом является адсорбция какого-либо из компонентов реакции, или химическое превращение промежуточного продукта, находящегося в адсорбированном состоянии, или, наконец, десорбция продукта реакции. В этих случаях говорят, что процесс происходит в кинетической области. [c.220]

Скорость роста трещины на этих этапах различна. На первом этапе скорость роста трещины меньше скорости поверхностной диффузии Уд, и поэтому разрушение определяется присутствием среды. На втором этапе = Кд. Так как скорость роста трещины в вакууме v ,p < Кд, на этом этапе трещина растет скачками. Третий этап соответствует высоконапряженному состоянию образца в результате прорастания трещин, т. е. среда не влияет на разрушение. В зависимости от напряжения роль этих этапов в общем процессе разрушения различна. [c.135]

В процессе высушивания порошкообразного или зернистого материала в идеальном случае можно различить несколько этапов [48 —51].. Пока материал внешне кажется влажным, на его поверхности удерживается еще столько жидкой воды, что практически испарение происходит так же, как и с поверхности чистой воды. Скорость испарения при постоянных условиях остается постоянной также-при уменьшении количества воды и зависит только от подвода тепла и движения воздуха. Начиная с определенного содержания воды, зависящего уже от свойств вещества, скорость испарения равномерно понижается по мере того, как вместо незначительно искривленной поверхности частиц все больше выступают узкие капиллярные выходцы при этом становится заметным понижение давления пара. Наконец, происходит испарение внутри тончайших капилляров, и тогда поверхность становится значительно светлее в этой фазе скорость проникновения жидкости в тончайшие капилляры определяется диффузией [c.159]

В последние годы для решения нестационарных задач диффузии и массообмена находит применение метод статистических моментов [30, 51, 105, 69, 68]. Его основным преимуществом является возможность обработки данных эксперимента по аналитическим решениям задачи в области изображений. Таким образом, исключается наиболее трудный в математическом отношении этап создания математической модели процесса массообмена — переход от изображений к оригиналу. Связь экспериментальных данных, которые обычно представляются в виде выходной кривой опыта с = f (t), с моментами этой кривой позволяет определить основные параметры математической модели. Следует отметить, что метод моментов основан на детерминированной математической модели и от правильности ее выбора зависит корректность определения параметров. [c.226]

Целевые компоненты, извлекаемые в процессе экстрагирования из частиц твердой фазы, могут находиться в них либо в виде раствора, заполняющего элементы пористой структуры, либо в виде твердого растворимого вещества. Известно, что если процесс извлечения не осложнен химической реакцией на границе раздела фаз, то скорость процесса определяется скоростью диффузии извлекаемого вещества. При этом процесс переноса можно рассматривать состоящим из двух этапов 1) движение вещества внутри частицы к ее поверхности (внутренняя диффузия) и 2) диффузия вещества из концентрированного раствора в пограничном слое в ядро потока экстрагента (внешняя диффузия), причем диффузии внутри частицы предшествует растворение извлекаемого вещества. [c.88]

Затравка — это небольшое количество мелко измельченного порошка вещества. Форма кристаллов, получаемых из зародышей, форма кристаллической решетки самих зародышей предопределяется физико-химическими свойствами вещества. Рост кристаллов определяется основными законами массообмена. Процесс роста кристаллов протекает в два этапа. В первой фазе роста происходит диффузия вещества из пересыщенного раствора с концентрацией с (кгс/м ) к пограничному слою жидкости возле зародыша. Процесс переноса массы определяется основным уравнением массоотдачи в следующем виде [c.296]

Абсорбция двуокиси азота является хемосорбционным про-, цессом массопередачи в системе газ — жидкость, к которому применимы все способы интенсификации подобных процессов, рассмотренных в главах IV и VI. В зависимости от условий общую скорость процесса могут определять химические реакции или диффузия двуокиси азота из газовой фазы. Диффузионный этап обычно лимитирует в конце процесса абсорбции при малых концентрациях ЫОа в газовой фазе. [c.349]

На этом этапе окисления наиболее вероятно скорость процесса определяется не диффузией кислорода через жидкую фазу, а скоростью растворения окисного слоя в жидкой фазе. [c.151]

Кинетика ионного обмена. В результате химической реакции в растворе ионы перемещаются по направлению к ионообменной смоле или от нее. В этом случае общая скорость ионообмена будет зависеть от скоростей этапов диффузии через неподвижный слой зерен ионообменной смолы, а также скорости химической реакции на поверхности обмена. Так как ионные реакции протекают с очень большой скоростью, этапом, который определяет скорость процесса, является диффузия ионов через неподвижный спой. На межфазной поверхности системы жидкость — твердое тело практически мгновенно устанавливается равновесие. [c.339]

Изучение кинетики адсорбции в чистом виде — задача крайне сложная, так как наблюдаемое поглощение вещества на границе фаз протекает в два этапа 1) диффузия вещества к поверхности 2) собственно адсорбция. Очень часто кинетику наблюдаемого процесса определяют преимущественно диффузионные явления. В пористых адсорбентах могут существовать два режима диффузионных процессов внешнедиффузионный и впутридиффузионный. [c.70]

Одним из этапов процесса обезуглероживания является диффузия углерода в феррите. Известно, что легирование феррита хромом резко замедляет процессы диффузии в нем элементов внедрения, в частности, углерода. Поэтому можно предположить, что повышение водородостойкости хромистых сталей происходит не только за счет наличия в них стабильных карбидов, но и вследствие влияния хрома, растворенного в феррите, на скорость диффузии углерода. Для проверки этого предположения были поставлены специальные исследования и определено влияние отдельных легирующих элементов (вольфрама, ванадия, ниобия и титана) на длительную водородную стойкость стали с 0,16 - [c.157]

В настоящее время нет экспериментальных данных, которые можно было бы сопоставить с уравнением (8.40). Однако на этом этапе может оказаться полезным сделать некоторые замечания. Во-первых, процесс диффузии, который определяется соотношением (8.40), чрезвычайно медленный за счет того, что второй и третий множители делают величину лой. Далее, хотя предположение Ван Хове и не является строгим (оно не учитывает некоторые слабые сингулярности, которые известны для более простых случаев [24]), но оно должно быть вполне удовлетворительным для приближенных оценок в этих сложных системах. Наконец, почему мы пренебрегли поправками, связанными с гидродинамическим взаимодействием По аналогии с формулой [c.272]

Схема расчета основана на алгоритме репгения задачи о максвеллизации Д.ЛЯ модели с непрерывным пространством скоростей (см. стр. 184). Координаты частиц в схему расчета включены не были. Фактически в пространстве скоростей исследовался процесс диффузии при рассеянии быстрых легких частиц массы т на медленных тяжелых М. Известно, что такой процесс протекает в три этапа [21]. Поскольку концентрации и начальные энергии легких и тяжелых частиц одинаковы, то последовательность этапов до установления в системе термодинамического равновесия следующая. Сначала устанав.ливается квазиравновесное распределение в группе легких частиц, затем среди тяжелых частиц. И, наконец, начинается процесс выравнивания температур обоих распределений, приводящий в пределе к установлению единого максвелловского распределения для всей системы. Соотношение времен этих процессов определяется величиной M m. [c.201]

Хирс и Паунд провели точный расчет метастабильной равновесной концентрации адатомов на поверхности кристалла. Величина этой концентрации определяется процессом появления (диссоциация и диффузия) и процессом исчезновения (активация и десорбция) адатомов ([35], стр. 92). Одновременное решение уравнений, отражающих каждый этап процесса испарений, привело к общему уравнению для потока испаренного вещества, откуда можно получить численные значения коэффициентов испарения в каждом отдельном случае. Важным параметром в этих уравнениях является среднее расстояние между моноатомными ступеньками на поверхности кристалла. Для граней с малыми индексами расстояние между ступеньками превосходит среднее расстояние, проходимое адатомом при диффузии. Отсюда следует, что скорость испарения будет определяться как генерацией ступенек на краях кристалла, так и диффузией адатомов по поверхности. При этих условиях коэффициент испарения для моноатом-ных паров должен стремиться к минимальной величине = 1/3. На гранях кристалла с высокими индексами на поверхности создается много ступенек, расстояния между которыми сравнимы со средним диффузионным расстоянием, которое проходят адатомы, прежде чем они активируются и десорбируются. Эта ситуация приводит к г= 1. Были рассмотрены также и другие случаи, которые включали возможность затрудненной диссоциации атомов со ступеньки вследствие ограничения на энтропию, а также возможность большой энергии активации, необходимой для диссоциации атомов из узлового состояния. Для обоих этих случаев < 1/3. Малые величины а могут быть связаны и с адсорбированными примесями. Влияние этих примесей связано с тем, что, адсорбируясь на краях кристалла, они не позволяют образовываться новым ступенькам, с которых происходит испарение. Следовательно, адатомы поставляются только с уже существующих ступенек, которые вырастают до макроскопического размера и уменьшают скорость испарения. Экспериментальных данных, полученных на совершенных монокристаллах для подтверждения приведенных выше концепций, очень мало. Сирс [53] показал, что испарение с краев кристалла облегчается, если внешнее давление уменьшить на 2% по сравнению с равновесным давлением. Однако испарение с одиночной поверхности того же самого кристалла не происходит совсем, если внешнее давление уменьшить на половину равновесного давления. Это подтверждает то положение, что края кристалла являются источниками ступенек испарения. Теория поэтапного испарения может быть распространена на случаи несовершенных кристаллов и поликристаллических веществ ([35], стр. 107). Испарение этих веществ подчиняется тем же кинетическим законам, что и испарение совершенных кристаллов, за исключением различия в расстоянии между ступеньками испарения. Спиральные дислокации, например, служат дополнительным источником моноатомным ступенек, причем расстояние между последними следует считать таким же, как и в случае ступенек, возникших на краях кристаллов. Следовательно, несовершенные кристаллы должны иметь коэффициенты испарения, близкие к коэффициентам испарения для совершенных кристаллов (а 1/3). В поликристаллических веществах источниками ступенек служат границы зерен, трещины, края кристаллов и дислокации. Число таких центров велико, поэтому среднее расстояние между ступеньками мало, что приводит к величине коэффициента испарения, близкой к единице, несмотря на то, что процесс подвержен ограничению как по энтропии, так и по примесям. [c.44]

На первом этапе процесса происходит установление в грубом масштабе профиля концентрации введенного реагента по сечению реактора по мере удаления от места ввода. На втором этапе происходит турбулентное дробление молей реагента и их смешение с плазмой до молекулярных масштабов посредством молекулярной диффузии. Естественно, в реальных условиях процессы, имеющие место на указанных этапах, происходят одновременно. Полагая, что процесс перемешивания происходит в цилиндрическом реакторе, обозначим через 4 длину участка канала реактора от места ввода реагента до сечения, в котором профиль концентрации введенной примеси можно считать установившимся в пределах погрешностей эксперимента. Очевидно, физический смысл величины /п будет различным в зависимости от того, какой из вышеупомянутых этапов процесса перемешивания будет лимитирующей стадией. В том случае, когда продолжительность п процесса установления профиля концентрации примеси превышает продолжительность Т2 процессов, происходящих на втором этапе, величина /п является длиной зоны полного перемешивания реагента с плазмой (до молекулярных масштабов). В случае, когда Т1<Т2, величина представляет собой, очевидно, лишь длину зоны установления профиля концентраций примеси в потоке. Вопрос о том, с каким случаем приходится иметь дело в условиях реального эксперимента, можно репгать, например, исследуя протекание химической реакции, скорость которой определяется скоростью процесса смешения (т. е. т >тх, см. выше). Действительно, в случае Т1>Т2, к тому моменту, когда профиль концентрации примеси установится, химическая реакция также закончится. Если же Т1< т2, то реакция будет продолжаться еще спустя некоторое время после установления профиля концентрации примеси. [c.64]

При проведении каталитического процесса в промышленной аппаратуре очень большое значение имеет правильное осуществление физических этапов процесса подвода реагентов к поверхности катализатора, их диффузии вглубь катализатора, отвода продуктов реак -ции и переноса тепла (особенно отвода тепла при экзотермической реакщ и). При медленном протекании этих физических этапов или при очень быстром течении каталитической реакции общая скорость всего технологического процесса может определяться физическими условиями. В этом случае увеличение активности катализатора не даст должного эффекта. Для интенсификации такого производства необходимо создать [c.75]

Интуитивно понятно, что внешний контур твердого вещества определяет зону, в которой один этап сменяет другой. Можно дать более точное определение. Под внешним контуром можно понимать выпуклую или по крайней мере плоскую поверхность, которая окружает все твердое тело таким образом, что заключенный внутри ее объем минимален. Волее широкое определение должно учитывать то обстоятельство, что особенности в протекании процессов диффузии в порах порошкообразного образца наблюдаются только тогда, когда поры очень глубоко внедряются в образец и соединяются с внешними областями узкими каналами поверхность внешнего контура может иметь вогнутые области при условии, что радиус кривизны превышает некоторое определенное значение. [c.124]

Очень важные, но отнюдь не исчерпывающие сведения о механизме дает детальное определение структур реагирующих веществ, промежуточных соединений, продуктов реакций и взаимосвязи между ними. Однако используемые для этих целей методы позволяют точно определить структуру лишь в случае газов и твердых кристаллических веществ. Реакцию в твердой фазе можно достаточно тщательно контролировать, проследив за медленной диффузией реагирующих веществ и продуктов реакции. Реакцию в газовой фазе можно связать с отдельными соударениями молекул, чтобы объяснить необходимый при этом перенос энергии и акт химического превращения. Реакции, происходящие в растворе, похожи на твердофазные в том смысле, что отдельные молекулы реагирующих веществ до соударения находятся в контакте с молекулами растворителя, а не являются изолированными. Скорость химического превращения здесь зачастую, но не обязательно всегда значительно меньше скорости диффузии. На начальном этапе исследований реакций в растворах молекулярной природы окружающей среды полностью пренебрегали, а растворитель считали однородной диэлектрической средой. Это позволяло рассматривать процессы как квазигазофазные реакции, перенос энергии в которых (через среду растворителя) всегда осуществлялся быстрее, чем любое химическое превращение. Такое весьма рискованное приближение довольно успешно применялось при изучении типичных органических реакций, так как о молекулярной природе растворителя и его взаимодействии с реагентами в этом случае вспоминали лишь тогда, когда рассматривались более тонкие детали механизмов. К сожалению, во многих неорганических реакциях игнорировать молекулярную природу растворителя нельзя даже в первом приближении при изучении механизма реакции необходимо прежде всего детально рассмотреть процесс сольватации, т. е. непосредственное взаимодействие растворителя и растворенного вещества. [c.14]

В области изучения кинетики адсорбционных процессов особо выделяют вопрос о скорости достижения равновесного значения поверхностного натяжения в растворах поверхностноактивных веществ. Наиболее распространенным способом измерения так называемого динамического поверхностного натяжения является метод наблюдения колебаний струи, вытекающей из отверстия эллиптического сечения. Недостатком этого, как и других методов, в которых измерения производятся над жидкостью, находящейся в движении, является то обстоятельство, что на получаемые результаты могут влиять турбулентность и конвекция. Так, Сёзерленд [123], тщательно изучив этот вопрос, сопоставил данные, полученные методом погружения пластинки Вильгельми, с рассчитанными теоретически на основании моделей процесса диффузии и пришел к выводу, что независимо от применяемого метода на отдельных этапах переноса поверхностноактивного вещества к поверхности участвует и конвекция. Если она происходит полностью под поверхностью, то ее влияние компенсируется и скорость диффузии в поверхностные слои может быть точно определена. Эдисон с сотрудниками [124] изучил для ряда жирных спиртов и высших алкилсульфатов кинетику формирования адсорбционных слоев и кинетику десорбции при их сжатии. Полученные ими данные были использованы в ряде теоретических исследований этих явлений [125]. Познер [c.299]

Еще одной принципиальной особенностью живой системы является то, что транспорт кислорода к клетке на всех его этапах, включая и диффузионный,—регулируемый процесс. Диффузия кислорода к клетке определяется прежде всего потребностями кислород — зависимых метаболических систем (регуляция на клеточном уровне). Главной среди них является система митохондриального окисления. Экспериментально установлено, что последний наиболее количественно значимый каскад напряжения кислорода находится на участке внеклеточная жидкость-митохондрии [155, 316]. В то же время потребности клетки в кислороде, а следовательно, и его перенос тесно связаны с функциональным состоднием организма. Об этом свидетельствует зависимость коэффициента диффузии кислорода не только от чисто физических факторов, таких, как температура и содержание воды в тканях, но и от типа ткани, особенностей структуры клеточной мембраны, и, наконец, самое главное, от функционального состояния ткани [12, 30,172, 257, 417, 525, 542, 596]. [c.17]

Очевидно, скорость всего процесса определяется скоростью самого медленного этапа. Здесь различают два случая. Если диффузия исходных и конечных продуктов протекает быстрее, чем сама каталитическая реакция, то скорость процесса целиком зависит от состава и свойств поверхности катализатора. В этом случае говорят, что процесс протекает в кинетической области. Наоборот, если диффузия происходит медленнее, чем завершаются все превращения на поверхности катализатора,то общая скорость реакции будет определяться скоростью диффузии. В этом случае говорят, что процесс протекает в диффу.чионной области. Снижение энергии активации в гетерогенных каталитических реакциях достигается в результате сложных физико-химических процессов, характеризующих стадию активированной адсорбции (хемосорбции). [c.216]

Кинетнка этого процесса сильно зависит от размеров фторируемых частичек, но определяется в основном скоростью диффузии фтора на различных этапах превращения углеродной матрицы во фторуглерод. [c.387]

В газах Р. обусловлена обменом энергией и кол-вом движения при столкновениях частиц, а время Р. определяется временем своб. пробега (среднее время между двумя последоват. столкновениями молекул) и эффективностью обмена энергией между всеми степенями свободы сталки-ваюищхся частиц. В одноатомных газах выделяют этап быстрой Р., когда за короткий период времени порядка времени столкновения молекул начальное (сильно неравновесное) состояние хаотизируется настолько, что для его описания достаточно знать, как изменяется во времени распределение по координатам и импульсам всего одной частицы (т.наз. одночастичная ф-ция распределения). На втором этапе Р. за время порядка времени своб. пробега в результате всего неск. столкновений в макроскопически малых объемах, движущихся со средней скоростью переноса массы (массовая скорость), устанавливается локальное термодинамич. равновесие. Оно характеризуется параметрами состояния (т-рой, хим. потенциалом и др.), к-рые зависят от пространств, координат и времени и медленно стремятся к равновесным значениям в результате боль-щого числа столкновений (процессы теплопроводности, диффузии, вязкости и т.п.). Время Р. зависит от размера системы и велико в сравнении со средним временем своб. пробега. [c.236]

Больщой класс задач составляют задачи о течениях с гетерогенными реакциями на твердых и межфазных поверхностях, в частности мембранах, процессы растворения и осаждения вещества из раствора или расплава и т. п. Гетерогенные реакции состоят из нескольких этапов. Первым этапом, называемым транспортным, является доставка реагирующего компонента к реагируе-мой поверхности. Второй этап состоит из самого процесса химической реакции па поверхности. Этот этап в свою очередь может состоять из нескольких этапов, включающих дифузию реагирующего вещества через стенку или поверхностный слой, адсорбцию вещества па поверхности, химическую реакцию, десорбцию продуктов реакции и их диффузию из стенки или поверхностного слоя. Третий этап заключается в переносе продуктов реакции в толщу потока. Каждый этап определяется своим характерным временем. Этап, обладающий наибольшим характерным временем, будем называть лимитирующим этапом, а соответствующий ему процесс — контролирующим. В случае, если лимитирующим является первый или третий из перечисленных выше этапов, то соответствующий процесс называется диффузионно контролируемым. Уравнения, описывающие этот этап, [c.92]

В процессе горения, так же, как и в других химических процессах, обязательны два этапа создание молекулярного контакта между реагентами и само взаимодействие молекул с образованием продуктов реакции. Скорость превращения исходных продуктов в конечные зависит от скорости смешивания реагентов путем молекулярной и турбулентной диффузии и от скроости химических реакций. В предельном случае характеристики горения могут определяться только скоростью химического взаимодействия, т. е. кинетическими константами и факторами, влияющими на них (кинетический режим горения), или только скоростью диффузии и факторами, влияющими на нее (диффузионный режим горения). [c.7]

Основными параметрами адсорбционного вакуумного насоса, как и насосов других типов, являются предельное давление и быстрота действия. Однако определить эти характеристики для адсорбционных насосов весьма трудно. Объясняется это тем, что процесс криоадсорбции очень сложен и по существу может быть разделен на два этапа. Первый этап — передача молекулами газа своей энергии твердому телу сорбента и захват их поверхностью. Второй этап — диффузионный перенос адсорбата внутрь адсорбента с последующей возможной локализацией в местах наибольшего действия адсорбционных сил. Если первый этап происходит практически мгновенно и адсорбированный на поверхности слой образуется со скоростью, пропорциональной давлению газовой фазы, то второй этап требует значительного времени. Для продолжения адсорбции необходимо, чтобы скорость диффузии вещества внутрь тела была не меньше скорости его поступления на поверхность. Поэтому именно интенсивность 70 [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология