Ускорение прямой и обратной реакций

Равенство изменения энергии Гиббса при реакции в присутствии катализатора и без него означает, что катализатор в одинаковой степени ускоряет и прямую, и обратную реакции. Если реакция проводится в условиях, близких к равновесным, то данный катализатор можно, следовательно, применять для ускорения как [c.132]

Ускорение прямой и обратной реакций [c.36]

До сих пор мы рассматривали случай однократного введения реагирующего вещества в реактор. Если, однако, попытаться использовать в какой-то мере хроматографические эффекты для создания технологического процесса, то, естественно, встанет вопрос о многократном введении таких импульсов в реактор и об их взаимодействии друг с другом в слое катализатора. Попытка учета этих эффектов взаимодействия была сделана в работе Рогинского и Розенталя [29]. Авторы предполагали, что на вход в реактор подавались прямоугольные импульсы в последовательности, изображенной на рис. V.16. Вещество А поступает в реактор в смеси с инертным газом в течение времени усо, а в остальное время (1 — т) ы в реактор вводится только инертный газ. Если обозначить через с° концентрацию А, непрерывно подаваемую в реактор динамического типа, то для сохранения одинакового расхода исходного вещества концентрация А в импульсе должна составлять Сд/у. На рис. V.17 для одного момента времени изображено распределение концентраций компонентов газовой смеси по длине слоя катализатора. Усредненная по длине реактора скорость прямой реакции, протекающей по первому порядку, пропорциональна только количеству А, а средняя скорость обратной реакции существенно зависит от расположения В и С. В зоне 2 (см. рис. V.17) концентрации В и С будут более высокими и, следовательно, скорость обратной реакции в этой зоне будет выше, чем в динамическом процессе. Однако в зонах 1 ж 3 обратная реакция не происходит. При благоприятном сочетании адсорбционных коэффициентов замедление обратной реакции за счет хроматографического разделения может превысить ее ускорение за счет замены исходной концентрации са на с у, ж потому можно ожидать более высоких выходов продуктов по сравнению с динамическим [c.227]

Ускорению прямой реакции способствует некоторая часть а общей энергии электрического поля г ф, а замедлению обратной — другая часть энергии поля (1 — а). Величина а называется коэффициентом переноса, и ее значение изменяется от О до 1. Тогда энергия активации прямой и обратной реакций будет [c.506]

Нарушение равновесия вследствие изменения концентрации какого-либо из веществ, участвующих в реакции. Пусть водород, йодоводород и пары йода находятся в равновесии друг с другом при определенных температуре и давлении. Введем в систему дополнительно некоторое количество водорода. Согласно закону действия масс, увеличение концентрации водорода повлечет за собой увеличение скорости прямой реакции — реакции синтеза Н1, тогда как скорость обратной реакции не изменится. В прямом направлении реакция будет теперь протекать быстрее, чем в обратном. В результате этого концентрации водорода и паров йода будут уменьшаться, что повлечет за собой замедление прямой реакции, а концентрация Н1 будет возрастать, что вызовет ускорение обратной реакции. Через некоторое время скорости прямой и обратной реакций вновь сравняются — установится новое равновесие. Но при этом концентрация Н1 будет теперь выше, чем она была до добавления Н2, а концентрация Ь — ниже. [c.208]

Величину энергии активации электрохимической реакции можно разложить на две составляющие. Одна из них Е отвечает тому случаю, когда скачок потенциала между раствором и металлом равен нулю. Вторая /S.E соответствует изменению энергии активации за счет влияния электрического поля при заряжении электрода до потенциала ф. Реакция катодного восстановлення Ох + ге" Red протекает при отрицательном заряде электрода, что способствует ускорению прямой реакции и замедлению обратной. Энергия активации прямой реакции уменьшается, а обратной увеличивается по сравнению с ее значением прн потенциале, равном нулю. Поэтому [c.506]

Каталитические процессы не связаны с изменением энергии Гиббса (ДО) катализатора, поэтому участие катализатора не влияет на изменение константы равновесия (К зависит от природы реагирующих веществ и температуры) и не может увеличивать или снижать выход продуктов реакции. Катализатор в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции, влияет на ускорение наступления равновесия. [c.191]

Реакция этерификации обратима. Это объясняется тем, что получаемый сложный эфир гидролизуется одновременно образующейся при реакции водой, и поэтому процесс идет в обратном направлении с разложением эфира на кислоту и спирт. При этом, чем больше накапливается воды, тем больше скорость обратной реакции последняя ускоряется и при нагревании, а также под влиянием ионов водорода (стр. 181), вводимых для ускорения прямой реакции. Таким образом, реакция этерификации не доходит до конца, а лишь достигает состояния химического равновесия применение же катализаторов и повышение температуры только ускоряют достижение равновесия. Соотношение всех реагирующих веществ в момент равновесия зависит от строения кислоты и спирта, а также от склонности сложного эфира к гидролизу. [c.182]

Катализатором называют вещество, которое изменяет скорость химической реакции и не входит в состав конечных продуктов В обратимых реакциях катализатор изменяет в равной мере прямую и обратную реакции, способствуя более быстрому установлению равновесия Ускорение реакций связано с тем, что катализатор, взаимодействуя с реагентами, образует неустойчивые промежуточные активные соединения (одно или несколько), понижая энергию активированных комплексов (одного или нескольких) Природа такого взаимодействия зависит от типа катализа В органических реакциях имеют место гомогенный, гетерогенный, ферментативный катализы [c.156]

Значения йз также определены при 300 К с помощью прямых измерений концентрации атомов кислорода [йд = 2,5-10 см / /(моль-с)][22а] и по ускорению реакции расходования радикалов ОН при введении добавок атомов кислорода [йз — = 2,0-10 см /(моль-с)][5]. И эти значения находятся в удовлетворительном согласии используя их, можно вполне надежно вычислить константу скорости обратной реакции разветвления цепи Н + Ог ОН + О. [c.375]

Тормозящее действие углеводов можно объяснить как блокировкой энзимов, или активных поверхностей, так и отвлечением световой энергии на фотоокислительные процессы (см. главу XIX), другими словами, прямым торможением фотосинтеза, или ускорением обратных реакций. [c.339]

Постулируется, что возникновение критического стерического напряжения обусловлено не заместителями атакуемой молекулы мономера, а скорее заместителями при атомах углерода 3 и 5. Далее полагают, что эти препятствия сказываются в образующейся структуре сильнее, чем в переходном состоянии и, следовательно, степень ускорения обратной реакции (деполимеризации) больше степени замедления прямой реакции (полимеризации). [c.70]

Как известно, действие катализатора заключается в ускорении термодинамически возможного химического процесса за счет снижения энергии активации реакции. В целом для многих реакций наблюдается резкое понижение энергии активации в гетерогенном процессе по сравнению с реакциями, происходящими в объеме газов. Так, для гомогенной реакции окисления ЗОг до ЗОз (1-32) энергия активации составляет 251,2 кДж/моль, а при гетерогенном окислении с платиновым катализатором снижается до 62,8 кДж/моль [82]. Вместе с тем катализатор не смещает положение термодинамического равновесия, т. е. константы прямой и обратной реакций в присутствии катализатора изменяются в одинаковое число раз. [c.35]

Ряд исследователей 18,27.28,29 полагает, что константы скорости окисления двуокиси серы на платине достигают максимального значения при 52.5° и при дальнейшем повышении температуры быстро снижаются. Это соответствует снижению кажущейся энергии активации с повышением температуры и пере-ход к отрицательным значениям энергии активации при температуре выше 525. Во избежание недоразумений необходимо подчеркнуть, что здесь идет речь об уменьшении скорости образования трехокиси серы при повышении температуры не в результате ускорения обратной реакции, а вследствие уменьшения скорости прямой реакции. [c.107]

Обсудим теперь вопрос о константах скорости рассматриваемых химических реакций. Обозначим скорости прямой и обратной реакций через "5 и 1) соответственно, а полную скорость как V —% Для того чтобы выяснить механизм ускорения реакций добавками макроионов, рассмотрим изменение констант скорости к и К для некоторых равновесных реакций. В последние годы были подробно изучены реакции комплексообразования ионов металлов методом температурного скачка. Примером может служить процесс [c.68]

Катализатор участвует в отдельных промежуточных стадиях реакции и может изменять число и характер элементарных стадий, из которых складывается весь химический процесс. Сущность ускоряющего действия катализаторов заключается в понижении энергии активации химической реакции или же в переводе обычной химической реакции в реакцию, протекающую по цепному механизму, при котором ускорение происходит благодаря наличию частиц с высокими энергиями, способными преодолеть активационный барьер неактивных молекул за счет передачи им части своей энергии. Поэтому ускоряющее действие катализаторов отличается от действия других факторов температуры, давления и концентрации реагентов. Катализаторы не смещают равновесия в системе, поскольку увеличивают скорость прямой и обратной реакций в одинаковое число раз. Но так как прямая и обратная реакции ускоряются, равновесие достигается значительно быстрее. [c.112]

Однако целесообразное повышение температуры ограничено многими условиями, а именно равновесием скоростей прямой и обратной реакций в экзотермических процессах, протекающих в кинетической области (см. рис. 20), возникновением и ускорение I побочных реакций, уменьшающих выход основного продукта термической нестойкостью исходных веществ и продуктов реакции (разложение, спекание, испарение и т. п.) недостаточной термостойкостью конструкционных материалов, из которых изготовлены реакторы повышением себестоимости продукта вследствие увеличения расхода энергии на нагревание реагирующих компонентов. Учитывая все вышеперечисленные факторы, в аппаратах устанавливается экономически рациональная температура. [c.84]

Скорость технологических процессов есть величина, результирующая скоростей прямой, обратной и побочных реакций, а также конвекции и диффузии исходных веществ в зону реакции и продуктов из этой зоны. Если скорость реакции меньше скорости диффузионных процессов подвода реагирующих веществ и отвода продуктов, то процесс протекает в кинетической области и для его ускорения следует повышать температуру, концентрации реагирующих веществ и применять катализаторы. В кинетической области протекает большинство гомогенных процессов. Если скорость реакции много больше скорости диффузионных процессов, то общая скорость определяется диффузией (процесс протекает в диффузионной области). Такой процесс ускоряется прежде всего перемешиванием реагирующих веществ и регулированием давления. Применение катализатора не ускоряет диффузию. В диффузионной области протекают многие гетерогенные процессы. Если скорости реакций и диффузионных процессов соизмеримы и процесс протекает в переходной области между кинетической и диффузионной, то применяют в первую очередь те факторы, которые ускоряют и реакции, и диффузию, т. е. повышение температуры и концентраций. [c.8]

Как видпо из уравнения, прямая реакция сопровождается уменьшением количества молекул (из четырех молекул образуются две), а обратная — их увеличением. Так как уменьшение количества молекул в данном объеме означает уменьшение их концентрации, то, следовательно, оно повлечет за собой уменьшение давления. Ускорение прямой реакции влечет за собой уменьшение давления, -ускорение же обратной реакции приводит к увеличению давления. [c.74]

Синтез аммиака относится к группе обратимых каталитических процессов, тормозяш,ихся продуктом реакции. С увеличением концентрации аммиака в газовой смеси наблюдаемая скорость реакции должна снижаться по двум причинам во-первых, за счет торможения аммиаком прямой реакции вследствие установления адсорбционно-химического равновесия между азотом, хемосорбированным на поверхности катализатора, и аммиаком и водородом в газовой фазе, и, во-вторых, за счет ускорения аммиаком обратной реакции. [c.171]

Следует также отметить, чго участие катализатора приводит к ускорению как прямой, так и обратной реакции и в связи с этим не оказывает влияния на смещение равновесия следсгвием применения катализатора является более быстрое пастуилепие еос-Т0Я1И1Я равновесия. [c.104]

Выполнение. Приготовленный раствор перелить в большую пробирку (приблизительно до /г объема) и осторожно с помощью держалки опустить в стакан Дьюара с охладительной смесью. Через 1—2 мин в пробирке образуется лед, и раствор окрашивается сначала в желтый, а затем в ярко-оранжевый цвет. Идет прямая реакция — мышьяковая кислота окисляет ион иода до иода. Теперь вынуть пробирку из охладительной смеси и, укрепив в штативе, поместить иротив белого фона. Лед при комнатной температуре тает, и в растворе начинает протекать обратная реакция. Через 10—15 мин окраска становится уже светло-желтой. Для ускорения процесса пробирку теперь можно опустить в стакан с теплой водой. Через 2—3 мин раствор делается бесцветным. [c.48]

Для одной и той же реакции при постоянной температуре состояние химического равновесия может достигаться с различной скоростью, в зависимости от соотношения исходных количеств реагентов. Иногда для ускорения достижения состояния химического равновесия в систему вводят кроме реагентов другие веп1ества — катализаторы, которые, не изменяя постоянства соотношения равновесных концентраций реагентов, изменяют в одинаковое число раз скорости прямой и обратной реакций, что и приводит к изменению времени достижения состояния химического равновесия. [c.69]

Рассмотрим влияние изменения давления. В реакции из 1 моль азота и 3 моль водорода получается 2 моль аммиака, т. е. течение реакции в прямом направлении сопровождается уменьшением объема в два раза (из четырех объемов получается два). Следовательно, обратная реакция сопровождается таким же увеличением объема. Повыщение давления при постоянной температуре и постоянных количествах реагирующих веществ можно осуществить, только уменьшая ее объем. Такое воздействие вызывает ускорение в системе того процесса, который сопровождается уменьшением объема, т. е. в данном случае образование аммиака. Понижение давления должно, наоборот, способстйовать диссоциации аммиака. [c.98]

Введение кислотных катализаторов в эти растворы наряду с ускорением прямой и обратной реакций образования гидроксипероксидов приводит к реализации реакции конденсации с образованием пероксикеталей (ге и-дипероксидов). [c.315]

Наиболее важная возможность управления реакцией — ускорение желательной реакции с помощью специфически действующего катализатора. Для этих целей не имеют себе равных по эффективности биокатализаторы (ферменты, ферментные системы). Однако химиками также найдены катализаторы очень высокого селективного действия, в качестве примера можно привести направленное каталитическое гидрирование окиси углерода либо до углеводородов (синтез Фишера—Тропша), либо до метанола нли высших спиртов. Эти синтезы имеют важное промышленное значение. Необходимо подчеркнуть, что катализатор в одинаковой степени ускоряет и прямую, и обратную реакции и, следовательно никак не влияет на положение равновесия. [c.196]

Темгера1ура. При процессах гидрирования следует ожидать увеличения скорости реакции с повышением температуры. В случае гидрирования ароматических углеводородов при высокой температуре сравнительно интенсивно протекает обратная реакция, и по мере приближения к равновесию суммарная скорость превращения уменьшается. При высоких температурах, когда константа равновесия реакции гидрирования мала, скорость обратной реакции быстро возрастает с увеличением степени превращения. Это явление нейтрализует ускорение прямой реакции под действием температуры. Результаты гидрирования в лабораторном масштабе каталитического газойля промежуточного основания (293—404 °С) в пр11сутс1Еки различных катализаторов под избыточным давлением [c.212]

Наконец, следует упомянуть о влиянии комплексообразования и среды на скорость окислительно-восстановительных реакций и, Мр и Ри. Как уже было отмечено, многие ионы обладают склонностью к образованию более нли менее прочных комплексов с анионами кислот, что отражается на кинетике реакций окисления и восстанов- ления. В общем случае можно сказать, что связывание некоторой доли реагирующих ионов в комплекс должно вызвать уменьшение скорости. К такому результату приводит обычно комплексообразование с нитрат-ионами. Однако сульфатные и хлоридные комплексы оказываются часто более реакционноспособными, чем простые гидратированные ионы. Например, реакции восстановления Ри (IV) двухвалентным железом и четырехвалентным ураном, окисления и (IV) трехвалентным таллием и четырех- валентным нептунием ускоряются в присутствии сульфат-ионов. С другой стороны, на реакцию между Мр (V) и Мр (III) эти ионы не оказывают действия. Хлоридные комплексы Ри (IV), Ри (VI) и 5п (II) реагируют значительно быстрее, чем простые ионы этих металлов, однако при акции с И (III) и V (III) комплексообразование (IV) с хлор-ионами не оказывает заметного влияния скорость. Комплексообразование продуктов реакции анионами кислот также влияет на кинетику, если ско- Ьсти прямой и обратной реакций не сильно отличаются эуг от друга. Заметное ускорение дисиропорционирова-Ы Мр (V) в присутствии 80 -ионов объясняется обра- [c.17]

Возможность ускорения хи11шч. реакций и направления их в сторону образования желаемых продуктов без затраты энергии и катализатора и определяет исключительно большое практич. значение К. Так как каталитич. действие не связано с изменением свободной эпергии катализатора, то следовательно и смещение положения равновесия химич. реакции под воздейст-вие мкатализаторов невозможно. Следовательно,вблизи состояния равновесия катализаторы должны п равной степени ускорять как прямую, так и обратную реакции. Нри удалении от состояния равновесия это условие может и не выполняться. [c.229]

Следует отметить, что такое влияние макроионов на химическую реакцию не согласуется с определением каталитического действия, которое по Оствальду не может смещать равновесия реакции и сводится лишь к изменению скоростей (т. е. к увеличению или уменьшению скоростей прямой и обратной реакций в определенное число раз). При последовательном и точном использовании определения Оствальда макроионные добавки следует называть не катализаторами, а лишь ускорителями (или замедлителями) реакции. Поэтому описываемые ниже каталитические системы, строго говоря, отличаются от классических катализаторов. Это обстоятельство, однако, не является принципиальным, так как во многих случаях ускорение реакций добавками синтетических полимеров очень напоминает действие естественных ферментов. [c.69]

Изменения свободной энергии активации показывают, что влияние окисв дейтерия сводится к ускорению прямой и замедлению обратной реакции. Разница в 0,5 ккал1молъ между значениями для реакции в Н2О и ВгО соответствует отношению констант равновесия примерно равному трем. По-видимому, фактором, определяющим влияние изотопов на кинетику реакций, является их влияние на изменение энергии сольватации.—Прим. ред. [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология