Скорость реакции в замкнутой системе

При наличии равенства (11.39) или (11.40) для отыскания уравнения скорости реакции замкнутой последовательности удобно воспользоваться так называемой матрицей распределения, которая для системы (П.37) имеет следующий вид [117] [c.66]

Молекулы растворенного газа могут вступать в реакции различных типов. В руководствах по физической химии проблемы реакционной кинетики обычно обсуждаются применительно к реакциям, протекающим в замкнутой системе однородного состава и постоянного объема. Если скорость реакции компонента А, отнесенную к единице объема, обозначить через г, а его концентрацию в момент времени t через а, то для замкнутой системы постоянного объема [c.35]

Рис. 35. Зависимость скорости выделения тепла от температуры для реакции, протекающей в замкнутой системе

Под скоростью реакции в открытой системе следует понимать изменение количества вещества в единицу времени в единице объема только за счет идущих в системе химических процессов (а не полное изменение количества вещества в единицу времени в единице объема). При таком определении скорость химической реакции в открытой системе является функцией концентрации реагентов, присутствующих в системе, причем вид функциональной зависимости аналогичен соответствующей зависимости в замкнутой системе. [c.378]

Однако, в отличие от замкнутых систем, для определения скорости реакций в открытой системе недостаточно знать закон изменения во времени объема открытой системы и концентрации вещества в системе. В частности, при постоянном объеме открытой системы скорость реакции не может быть определена непосредственно графическим дифференцированием кинетической кривой накопления этого реагента. [c.378]

С некоторой степенью точности замкнутой системой можно считать каждый элемент объема в ламинарном потоке. Если струя газа или жидкости проходит через реакционный сосуд, в котором созданы условия, необходимые для протекания химической реакции (например, достаточно высокая температура нлн присутствие необходимого катализатора), то при отсутствии конвекции и достаточно малой скорости диффузии вещества в направлении потока каждый объем реакционной смеси можно рассматривать как независимый от остальных, т. е. как перемещающуюся в пространстве замкнутую систему. Такой способ проведения химических реакций широко используется в научно-исследовательской работе и в промышленности. Соответствующие реакторы получили название реакторов идеального вытеснения. [c.34]

Скорость реакции в замкнутой системе [c.35]

Прежде всего вид кинетического уравнения и значения входящих в него параметров (константа к и порядок реакции) не зависят от того, протекает процесс в замкнутой или открытой системе. Поэтому зависимости скорости реакции от концентраций и значения параметров, входящих в эту зависимость, установленные на основании экспериментов, проведенных в открытой системе, могут непосредственно использоваться для обработки и трактовки данных, получаемых для той же реакции в замкнутой системе. Эго весьма существенно, поскольку, как указывалось на стр. 40, скорость реакции в открытой системе (в реакторе идеального смешения) может, как правило, быть измерена со значительно большей степенью точности, чем в замкнутой системе. [c.46]

Применительно к системе дифференциальных уравнений, описывающей кинетику реакции в замкнутой системе, это означает замену дифференциальных уравнений для концентрации активных промежуточных частиц алгебраическими уравнениями, выражающими равенство скоростей образования и расходования этих частиц. [c.219]

Поскольку скорости реакции по каждому из компонентов могут быть выражены с помощью соотношений (V.4) через скорости отдельных стадий и тем самым через концентрации компонентов Х , выражения (V.109) образуют систему дифференциальных уравнений, описывающую зависимость [Х ] от i, т. е. кинетику реакции в открытой системе. Для получения уравнений кинетических кривых необходимо проинтегрировать эту систему дифференциальных уравнений. При этом можно предварительно исключить из этой системы диф( )еренциальных уравнений N — q концентраций с помощью (V.111), т. е., как и в случае сложных реакции в замкнутой системе, проводить интегрирование системы, число уравнений в которой равно числу линейно независимых стадий q. [c.236]

Во сколько раз увеличится скорость прямой и обратной реакции в замкнутой системе при увеличении давления в 3 раза [c.41]

Через некоторое время в замкнутой системе устанавливается равновесие между исходными веществами и продуктами реакции (рис. 6). Это равновесие не зависит от того, достигается оно сверху (Сдо=0) или снизу (Сво = 0). Если в систему, где установилось равновесие, ввести один из реагентов, то в ней устанавливается новое, динамическое равновесие обе 12 реакции — прямая и обратная- протека-ют в состоянии равновесия с равной скоростью. [c.33]

В замкнутой системе при постоянном объеме и равномерном распределении реагентов по всему объему реактора скорость химической реакции прямо пропорциональна изменению концентрации реагентов во времени. Следует различать скорость расходования реагента или образования продукта и скорость химической реакции. Если в системе протекает реакция в соответствии со стехиометрическим уравнением [c.22]

Как изменится скорость реакции 2Ы0 + Оа 2ЫО-2, если давление этой химической системы, находящейся в замкнутом сосуде, увеличить в два раза [c.62]

Рассмотрим случай, когда в замкнутом сосуде протекает экзотермическая реакция. Теплота, выделяющаяся при реакции, может частично или полностью отводиться от системы за счет теплопроводности. Если теплота отводится вся, то условия проведения реакции будут изотермическими. В противном случае реагирующая система саморазогревается, реакция ускоряется и может произойти воспламенение или тепловой взрыв. Он назван тепловым, в отличие от других взрывов, которые происходят в результате цепных реакций. Возможность взрыва зависит, с одной стороны, от скорости выделения тепла при реакции, т. е. от скорости реакции и ее теплового эффекта, и, с другой стороны, от скорости теплоотвода от системы. Скорость теплоотвода связана с мате- [c.257]

Если вещество В является промежуточным соединением на пути превращения некоторого вещества А в вещество С или если В образуется из А в результате обратимой реакции, то изменение концентрации В во времени (скорость накопления) в замкнутой системе определяется наложением процессов образования и расходования В. [c.68]

Практически для реакции, протекающей в замкнутой системе или в реакторе идеального смешения и описываемой одним стехио-метрическим уравнением, достаточно определить скорость по одному из компонентов как функцию концентрации этого компонента, так как значения остальных концентраций в замкнутой системе находятся с помощью соотношения (И.10), а в реакторе идеального смешения — с помощью (IV,67). [c.219]

Инварианты в подпространствах /, и будут называться кинематическими инвариантами, потому что их существование не зависит от функций скорости Р,(с). Поскольку = / /2, число независимых реакций в системе (назовем его s) равно п — (/, -t--I- 12). Ортогональное дополнение нуль-пространства называется реакционным подпространством или, правильнее, кинематическим подпространством, определяемым механизмом. Пересечение смежного класса через точку Сд е с R является замкнутым подмножеством / , называемым симплексом реакции через точку q, и обозначается как i2( ). Это симплекс в- математическом смысле, когда он ограничен и, следовательно, компактен. [c.334]

Для практического использования уравнений (16), (19) и (21) необходимо определить адсорбционные коэффициенты или их комбинации, в которых по существу заключается вся информация о состоянии катализатора — его активности и избирательности. Эти величины, а также константа скорости реакции определяются экспериментально. Существующие методики их определения основаны на применении метода активного эксперимента. В этом эксперименте температура поддерживается постоянной и даются возмущения либо по разбавлению, либо по нагрузке столько раз, сколько требуется для составления замкнутой системы уравнений, которая затем решается либо графическим, либо аналитическим методом. [c.216]

Цепная радикальная реакция реализуется, если превращение реагентов происходит через активные промежуточные частицы - атомы и радикалы, а реакции с их участием образуют замкнутый цикл превращений и продолжение цепи осуществляется быстрее, чем обрыв. Цепная реакция является разветвленной, если в ней протекает такая стадия, в которой один радикал или атом генерирует образование нескольких атомов и радикалов. В результате при благоприятных условиях в ходе реакции нарастает концентрация активных центров и, соответственно, увеличивается скорость реакции. Это часто приводит к воспламенению или взрыву. Если разветвление происходит в результате взаимодействия атома (радикала) с молекулой, то в силу сохранения числа электронов в системе из одной возникают 3 частицы с неспаренным электроном (в [c.418]

В условиях замкнутой системы химические превращения обратимы. Однако положение равновесия может быть смещено вправо столь сильно, что до больших глубин превращения скоростью обратной реакции можно пренебречь. Такие превращения можно описать кинетическими уравнениями односторонних реакций. [c.47]

Из двух кинетических типов пламени только в пламенах с реакциями, идущими по молекулярному механизму или через прямые цепи, скорость реакции в каждом сечении пламени тождественна со скоростью в замкнутой системе при тех же условиях температуры, давления и состава смеси, с учетом перемешивания свежей смеси с продуктами сгорания. Наоборот, в пламенах с распространением по диффузионно-тепловому механизму скорость реакции в пламени должна превышать скорость в замкнутой системе, благодаря избыточной против равновесной, концентрации активных центров, создаваемой диффузионным потоком. Однако часто при сопоставлении температур начала реакции в пламени с температурами самовоспламенения упускают из вида специфические условия для раз-ьития реакции в пламенах второго типа, например углеводородных, помимо очевидного различия тепловых условий. [c.203]

Химические реакции могут протекать гомогенно, т. е. в пределах одной фазы, и гетерогенно, т, е. на поверхности раздела ф213. Скорость гомогенной реакции принимается численно равной массе вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единице объема за единицу времени для реакций, протекающих в замкнутых системах постоянного объема, это определение равносильно равенству [c.11]

Характер изменения скорости реакции будет различным в зависимости от того, протекает ли реакция в замкнутой или проточной системе. В зам кнутой системе (т. е. без ввода или вывод.т вещества,. как, например, в реакторе периодического действия) произведение Af(a, Ь) проходит через максимум и затем постепенно уменьшается, несмотря на рост температуры. Зависимость скорости выделения тепла от температуры системы показана для этого случая из рис. 35. В проточной системе (т. е. при подводе реагентов, как, например, в реакторе непрерывного действия) расходование реагентов непрерывно компенсируется подачей сырья, в результате чего кинетическая кривая принимает 5-образную форму для простой реакции или более сложную форму для системы реакций. [c.154]

Из сказанного выше следует, что в замкнутой системе можно определить скорость реакции по некоторому компоненту (а для реакци11, описываемых на протяжении всего процесса одним стехиометрическим уравнением, тем самым и скорость реакции в целом), если известны зависимости п (/) и У (/). В случае процесса, проходящего при постоянном объеме, достаточно знать зависимость с (/) для этого компонента. Нахождение скорости в момент времени / сводится к нахождению производной с1пии или производной с1с М в момент времени В большинстве случаев аналитический вид функции, описывающей найденную в эксперименте зависимость п (/) или с (/), заранее не известен. Поэтому для нахождения производной в момент времени t эти функции в окрестности / аппроксимируют какой-либо аналитической функцией, например степенной, с эмпирически подобранными параметрами, а затем вычисляют производную от этой функции. [c.38]

Многие химические реакции не протекают до конца, другими словами, смесь реагентов не полностью превращае-гся в продукты. По прошествии некоторого времени изменение концентраций реагентов прекрашается. Реакционная система в таком состоянии представляет собой смесь реагентов и продуктов реакции. Химическая система в таких условиях находится в состоянии так называемого химического равновесия. Мы уже встречались с примерами простейших равновесий. Так, в замкнутом сосуде устанавливается равновесие между парами вещества над поверхностью его жидкой фазы и самой жидкостью. Скорость перехода молекул жидкости в газовую ф 1зу становится равной скорости перехода в жидкую фазу газовых молекул, ударяющихся о поверхность жидкости. Другим примером является равновесие между твердым хлоридом натрия и его ионами, растворенными в воде (разд. 12.2, ч. 1). В этом примере скорость, с которой ионы кристалла покидают его поверхность, переходя в раствор, равна скорости перехода ионов из раствора в кристаллическое вещество. Приведенные примеры показывают, что равновесие не является статическим состоянием, которое характеризуется отсутствием всяческих изменений. Наоборот, оно имеет динамический характер, т.е. представляет собой совокупность противоположно направленшэгх процессов, протекающих с одинаковой скоростью. Данная глава посвящена рассмотрению химического равновесия и изучению законов, на которых основано его описание. Чтобы продемонстрировать, какую роль играют в химии представления о равновесии, и сделать их более понятными, мы начнем с обсуждения одной из промышленно важных реакций-процесса Габера, применяемого для синтеза аммиака. [c.40]

В замкнутой системе при постоянном объеме и равномерном распределении реагентов по всему объему реактора скорость химической реакции равна изменению концентрации реагентов во времени. Так, для реакции А—>-В скорость = — с1Са1сИ =йСв/сИ. Необходимо, однако, учитывать стехиометрию процесса. Вапример, [c.14]

Представим себе полностью изолированную от внешней среды систему, в которой могут протекать различные процессы, в том ч 1сле и химические реакции. Если эти процессы идут необратимо (с конечной скоростью), то энтропия системы возрастает. В обратном направлении такой процесс идти не может, так как при этом энтропия замкнутой системы должна была бы уменьшаться . Очевидно, что возможность протекания какого-либо необратимого процесса (т. е. наличие условия с18 > 0) означает, что система не находится в равновесии относительно этого процесса. [c.33]

Из определения по ятия скорости слелует, что в замкнутой системе скорость реакини по некоторому компоненту Хг (а для реакций, описываемых на иротяженин всего процесса одним стехио-метрическим уравнением, тем самым и скорость реакции в целом) можно определить, если известны зависимости /г,- 1) и V (/). В случае процесса, проходящего ири постоянном объеме, достаточно знать зависимость [X,] (/) для этого компонента. Определение скорости в момент времени сводится к определению производной щ/(И или производной [Х ]/й / в момент времени I. Если аналитический вид функции и,- (О или [X,] а) заранее не известен, то необходимо аппроксимировать экспериментальную зависимость в окрестности 1 какой-либо аналитической функцией, например степенной, с эмпирически подобранными параметрами, а затем вычислить производную от этой функции. [c.57]

Кинетическое урав( ение имеет две важные особенности, отличающие его от уравнений кинетических кривых для компонентов реакции. Во-первых, вид кинетического уравнения ке зависит от того, протекает процесс в замкнутой или открытой системе. Поэтому зависимости скорости реакции от концентраций компонентов реакционной смеси и значения кинетических параметров, входящих в эти зависимости, установленные в экспериментах, проведенных в открытой системе, могут непосредственно использоваться для обработки и трактовки данных, получаемых для той же реакции в замкнутой системе. Это весьма существенно, поскольку, как уже указывалось, скорость реакции в открытой системе может, как правило, быть измерена со значительно большей точностью, чем в за.мкнутой системе. [c.72]

Кинетическое уравнение химического процесса не зависит от того, проводится реакция в открытой или замкнутой системе. Однако в открытой системе производная от концентрации по времени уже не является скоростью реакции, а соотношения (11.10) не могут быть использованы для установления связи между концентрациями ко.чпонентов реакционной смеси. Последнее, конечно, не означает, что концентрации компонентов реакционной смеси не зависят друг от друга. Для реактора объемом V, из которого отбирается реакционная смесь с объемной скоростью и, изменение концентрации какого-либо реагента в реакторе описывается дифференциальным уравнением [c.213]

В то же время опыт показал, что соблюдение только этих мер не гарантирует надежной эксплуатации промышленных установок. Это объясняется тем, что побочные реакции и при низких значениях а, Смэа и МЭА протекают с конечной скоростью [135], т. е. в замкнутой системе, при малых потерях растворителя и в отсутствие разгонки и фильтрации раствора продукты побочных реакций накапливаются в цикле. [c.207]

Если для сложной реакции справедлив принцип детального равновесия, то корни характеристического уравнения вещественны и отрицательны [119]. Такие реакции изображаются графами с разомкнутыми циклами, т. е. деревьями стадий, хотя общая схема реакции может содержать замкнутые циклы. Соответственно все реакции, графы которых представляются деревьями стадий, не могут привести к возникновению колебаний в предстационарном режиме. Если условие детального равновесия не выполняется, в системе могут возникать колебания. Трансформанта Лапласа — Карсона для скорости реакции является мероморф-ной функцией комплексного переменного г корни ее характеристического многочлена лежат в левой полуплоскости комплексных чисел для всех ферментативных реакций. Поэтому ферментная система в предстационарном режиме устойчива и в ней могут возникать лищь затухающие колебания. Для их появления необходимо, чтобы граф реакции содержал цикл по крайней мере из трех стадий. [c.473]