ГОМОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ В ГАЗАХ И РАСТВОРАХ

Различают также гомогенные и гетерогенные реакции. Гомогенные реакции протекают в однородной среде, например в газе, растворе. Гетерогенные реакции протекают на границе раздела фаз (т. е. составных частей реакционной системы, различающихся по свойствам и ограниченных друг от друга поверхностью) примером гетерогенной реакции является химическое взаимодействие между твердым веществом и жидкостью. [c.20]

Примером гомогенных реакций может служить любая реакция в растворе, примером гетерогенной реакции — любая реакция, идущая на поверхности твердого катализатора (гетерогенная каталитическая реакция), примерами гомогенно-гетерогенных реакций — некоторые реакции между газами, отдельные стадии которых протекают на стенках реакционного сосуда. Понятия гомогенный и гетерогенный применимы как к реакции в целом, так и к любой ее отдельной стадии. Гомогенно-гетерогенным может быть только сложный процесс, включающий несколько стадий. [c.51]

Реакция может протекать в объеме фазы (гомогенно) или на границе раздела фаз (гетерогенно). Гомогенными реакциями являются, например, процессы в растворах, гетерогенными — реакции на границе газ — твердое вещество. [c.213]

Чтобы лучше понять закономерности кинетики гетерогенно-ката-литических процессов, целесообразно рассмотреть специфические особенности катализа на поверхности раздела фаз. В гомогенном катализе катализатор выступает в молекулярной форме, в гетерогенном катализе катализатор выступает в форме совокупности большого числа молекул или атомов, образующих отдельную фазу. Так, например, в коллоидной частице платины сосредоточено 10 10 атомов, из них менее 1 % расположено на поверхности частицы. В скелетном никеле число атомов в частице радиусом 50 мкм равно 10 , из них только несколько процентов находится на поверхности раздела фаз. Следовательно, в гетерогенном катализаторе только незначительная часть атомов или молекул катализатора может непосредственно взаимодействовать с молекулами реагирующих веществ. С увеличением 5уд возрастает доля молекул или атомов, находящихся на поверхности раздела фаз, возрастает и каталитическая активность. Однако диспергирование катализатора до молекулярной степени дисперсности необязательно приведет к максимальной активности катализатора. Активность при этом может проходить через максимум и снижаться до нуля. Активные центры на поверхности катализатора могут включать несколько атомов или атомных групп. Их каталитическая активность может зависеть от атомов и молекул, находящихся во втором, третьем или п-м слоях атомов и молекул. Тогда переход к молекулярной степени дисперсности приведет к разрушению активного центра и к потере активности катализатора. В гомогенно-каталитических реакциях в растворах молекулы катализатора равномерно распределены по всему объему жидкой фазы. В гетерогенном каталитическом процессе молекулы или атомы, принимающие участие в элементарном каталитическом акте, сосредоточены в очень малом объеме, ограниченном поверхностью катализатора и толщиной слоя раствора (газа) Л, равной расстоянию, на котором начинают существенно проявляться силы притяжения между молекулами реагирующих веществ и поверхностью катализатора. Принимая /г 10 м и 5уд 100 м г"1, рассчитаем объем реакционного пространства, в котором протекает элементарный химический акт [c.636]

В этом разделе мы рассмотрели термодинамический подход, к определению наиболее вероятных продуктов окислительно-восста-новительных реакций, но не касались вопроса об их кинетике. Общие соображения в этом отношении сводятся к тому, что быстрее идут гомогенные реакции в растворе, а медленными стадиями могут оказаться образование или разрушение твердой фазы или молекул газа. Зачастую образование тех или иных продуктов в реальных условиях будет определяться скоростью осаждения твердых продуктов или улетучивания газообразных. Ярким примером влияния кинетических факторов на состав образующихся продуктов служат реакции азотной кислоты с металлами (разд. 23.6). [c.216]

Мерой скорости химической реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема системы (для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции) Мерой скорости химической реакции могут быть и другие величины, например, изменение объема выделяющегося газа, вязкости раствора, его оптической плотности и др. Но все эти способы выражения скорости реакции в конечном итоге сводятся к изменению количества вещества. [c.188]

Имеется ряд физико-химических процессов, скорость которых зависит от числа столкновений диффундирующих частиц. Простейшим примером такого процесса является коагуляция. Взвешенные в жидкостях или газах мелкие частицы, если только они не несут больших одноименных зарядов, благодаря броуновскому движению могут сталкиваться и при столкновениях слипаться, образуя более крупные агрегаты. Этот процесс называется коагуляцией. Основы теории коагуляции были развиты в классических работах Смолуховского [1], который указал также на возможность перенесения методов теории коагуляции на теорию гомогенных реакций в растворах. [c.91]

Реакции в растворах. Оставляя в стороне каталитические реакции, которые будут рассмотрены в следующей главе, рассмотрим коротко особеи-ности гомогенных реакций в растворах. Можно ожидать, что теория активации применима также и к ним. Эго действительно подтверждается тем, что скорости реакций в растворах и их зависимость от температуры имеют значения, сходные с теми, которые наблюдаются в газах. [c.450]

Гл. 3 посвящена физико-химическим свойствам образующихся по газовому тракту соединений серы, в ней рассмотрено термодинамическое равновесие соединений серы при разных температурах и избытках воздуха и их последующая трансформация в кислоты и растворы, а также взаимодействие с другими компонентами дымовых газов. Много внимания уделено термодинамическим свойствам и исследованиям двухфазных газожидкостных систем, включающих в себя окислы серы и другие соединения. Поскольку многочисленные публикации о кинетике реакции доокисления сернистого газа в серный ангидрид достаточно противоречивы, в книге приводятся математический аппарат и определение порядка гомогенной реакции, а также физическая сущность и приемы расчета гетерогенного каталитического доокисления на конвективных поверхностях нагрева. [c.7]

Известно, что взвешенные в газах и жидкостях мелкие частицы, если только они не несут больших одноименных зарядов, при соударениях могут слипаться, образуя крупные агрегаты. Этот процесс носит название коагуляции. Основы теории коагуляции были развиты в работах М. Смолуховского, который указывал также на возможность перенесения методов теории коагуляции в теорию гомогенных реакций в растворах. [c.35]

Константа скорости реакции. Если в системе, наряду с другими процессами, протекает процесс диффузии, определить константу скорости реакции можно только косвенным путем. Один из возможных способов заключается в приготовлении двух отдельных растворов каждого реагента в одинаковом растворителе. Эти растворы затем можно очень быстро перемешать и наблюдать за протеканием соответствующей гомогенной реакции любым из известных методов. Если имеется уверенность, что растворитель сам по себе не влияет на ход реакции, то можно использовать другие растворители вместо того, который употребляется в абсорбционном процессе. Этот прием может оказаться полезным при малой растворимости газа в промышленном растворителе. [c.187]

Гомогенной химической реакцией называется процесс, протекающий в одной фазе. Гетерогенной реакцией называется процесс, протекающий на поверхности раздела фаз. Любая реакция в растворе или реакция горения природного газа на воздухе будет гомогенной реакцией, реакция окисления в ЗОз на твердом катализаторе — гетерогенной реакцией. [c.309]

ГОМОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ В ГАЗАХ И РАСТВОРАХ [c.243]

Химическое превращение в гомогенной системе называют гомогенной химической реакцией (напрнмер, реакции в растворах, расплавах, газах). Химическое превращение в гетерогенной системе называют гетерогенной химической реакцией (например, образование или растворение осадков, полимеризация, адсорбционные и многие каталитические процессы). [c.154]

В гомогенных (однородных) системах исследуется скорость реакции между реагентами, не имеющими границы раздела (газовые реакции, реакции в растворах) в гетерогенных системах изучается скорость реакции на поверхности раздела между реагирующими веществами (например, А-твердое вещество, В-газ или А-твердое вещество, В-вещество в растворе). [c.27]

Перейдем к рассмотрению нового класса химических реакций — гетерогенным реакциям. До сих пор мы считали, что реакция протекает в гомогенной системе — газе или растворе. Но реакция может протекать и в гетерогенной системе, состоящей из нескольких фаз, например, газ — твердое тело, газ — жидкость, жидкость — твердое тело. В этом случае реакция протекает на поверхности двух фаз. Такая реакция состоит по крайней мере из двух последовательных стадий диффузии реагирующего вещества к поверхности раздела и собственно химической реакции. [c.261]

Гомогенными называются реакции, протекающие в однородной среде без каких-либо границ раздела между реагирующими веществами (газ, раствор). В этом случае молекулы всех реагирующих веществ находятся в одинаковых условиях. Например [c.116]

Интересными катализаторами гомогенных реакций в растворах являются карбонилы металлов. Они представляют собой комплексные соединения, образованные из электронодонорных групп СО и переходных металлов. Атомы металлов — комплексо-образователей способны присоединить такое число электронов, какое недостает до построения атома инертного газа, находящегося в конце периода, в котором стоит данный металл. Примером технически важной реакции, катализируемой карбонилами металлов, служит оксосинтез, или процесс гидроформилирова-ния, — метод получения альдегидов из олефинов при взаимодейт ствии жидкого субстрата, соли кобальта, окиси углерода и водорода ( = 90-1-200 °С, /7 = 1- 4-10 Па). При этом протекают несколько реакций [c.386]

Реакцию, протекающую в гомогенной системе (состоящей из одной фазы), называют гомогенной реакцией. Наиболее важными из них являются реакции в газах (например, образование окиси азота в электрической дуге, N2-f 02 2N0) и реакции в жидких растворах. [c.276]

Перемешивание на скорость гомогенных газовых реакций практически не сказывается, так как каждая молекула газа в обычных условиях испытывает и без перемешивания примерно 10 столкновений в секунду. Но для мгновенных реакций в растворах (реакции электростатического взаимодействия и нейтрализации зарядов, по типу Н+-ЬОН -> Н2О) скорость процесса определяется скоростью подвода реагентов и следовательно перемешивание подобных растворов позволяет увеличить скорость процесса. [c.112]

В химических реакциях, которые способны при заданных условиях протекать в обоих направлениях, не происходит взаимодействия веществ без остатка. Особенно это характерно для гомогенных реакций (реакции между газами, реакции в растворе). [c.237]

Реакционные сосуды обычно изготовляют из стекла, не подвергающегося воздействию реагентов однако если стекло химически нестойко, можно воспользоваться"другим материалом. Что касается газовых реакций, то многие из них протекают на стенках реакционного сосуда если желательно изучить только гомогенную реакцию, то следует исключить влияние стенок или выбрать другой материал сосуда. Влияние стенки исключается при использовании сосудов, в которых можно менять отношение поверхности сосуда к объему и затем экстраполировать полученные значения скоростей к нулевому значению этого отношения. При проведении реакции в газовой фазе реактор обычно является частью вакуумной установки. Вся система перед началом опыта откачивается до низкого давления, и реагирующий газ или газы вводят в реактор, измеряя давление по манометру. В случае проведения реакций в растворе реагенты и растворитель вводят в реактор, применяя обычную технику перемешивания. При необходимости реактор впоследствии может быть закрыт или запаян во избежание потерь испаряющихся материалов. [c.38]

Согласно этой гипотезе, существует большой класс реакций в растворах, инициируемых ионами, к которым относятся реакции полимеризации, деполимеризации, а также целый ряд других. Такие каталитические реакции не могут протекать в паровой фазе гомогенно даже при сравнительно высоких температурах вследствие высокой затраты энергии на образование ионов в газе и, следовательно, практически полного отсутствия ионов среди реагирующих веществ. [c.121]

Во-первых, адсорбированные радикалы, испаряясь в виде свободных атомов или радикалов, могут инициировать гомогенные газовые реакции при столкновении с обычными молекулами газа. В гл. V и VII указывалось, что многие цепные реакции в газовой фазе начинаются, повидимому, с активных центров на стенках реакционного сосуда. Цепные реакции в растворах также часто катализируются твердыми поверхностями. [c.236]

Гомогенные и гетерогенные реакции. Реакция, протекающая в гомогенной системе (системе, состоящей из одной фазы), называется гомогенной реакцией. Наиболее важными гомогенными реакциями являются реакции в газах (например, реакция образования окиси азота в электрической дуге N2+02 2N0) и реакции в жидких растворах. В дальнейшем будет рассмотрено влияние температуры, давления и концентрации реагирующих веществ на скорость гомогенных реакций. [c.323]

Скорость реакции в гетерогенных системах. Рассмотренные выше закономерности действительны лишь для гомогенных (однородных) систем. При изучении различных химических систем важную роль играет понятие фазы. Фазой называется совокупность всех однородных частей системы, обладающих одним и тем же химическим составом, одинаковыми свойствами и отделенных от остальных частей системы поверхностями раздела. Например, смесь газов, растворы являются примерами гомогенных систем (число фаз 1). К гетерогенным системам относятся системы, состоящие из нескольких фаз, например вода — лед (2 фазы), карбонат кальция — окись кальция — двуокись углерода (3 фазы). [c.42]

Для повышения концентраций реагентов в гомогенных системах применяются следующие методы а) для газов выделение из газовой смеси в более концентрированном виде, сжатие или сжижение и, наконец, растворение газов для проведения реакции в растворе [c.150]

Способ получения частиц коллоидного размера альтернативный дроблению основан на конденсации вещества, находящегося первоначально в парообразном или растворенном состоянии. Конденсация, т. е. образование частиц твердого или жидкого вещества из его газообразной фазы или раствора, наступает при перенасыщении пара или раствора. Перенасыщение означает увеличение концентрации сверх той величины, которая присуща веществу при данных условиях (температура, природа растворителя). Перенасыщение может быть создано изменением физических условий (температура, давление газа, диэлектрическая проницаемость растворителя и др.), в которых находится исходная гомогенная фаза (пар, раствор), или проведением химической реакции между компонентами гомогенной фазы, при которой образуется новое вещество, являющееся нелетучим или нерастворимым при условиях проведения реакции. Если гомогенная система находится в мета-стабильном состоянии (перенасыщена, перегрета, переохлаждена), то конденсация вызывается введением зародышей новой фазы или иных центров конденсации. Примеры физической конденсации образование тумана (взвеси капель воды в воздухе) при охлаждении влажного воздутса, образование коллоидного раствора канифоли в воде при разбавлении водой спиртового раствора канифоли, образование полукол юидного раствора, сопровождающееся помутнением круто заваренного чая при его охлаждении, проявление треков элементарных частиц в камере Вильсона или в пузырьковой камере. Примеры химической конденсации образование дыма (взвеси частиц сажи в воздухе) при сгорании топлива, сигнальных, маскировочных и других дымов при срабатывании пиротехнических изделий, красивые реакции образования ярко-синего раствора берлинской лазури (коллоидного раствора гексацианоферрата желе-за(1П)) и ярко-красного раствора (коллоидного) тио-цианата железа(1П). Во многих реакциях качественного анализа на присутствие в растворах тех или иных ионов образуются коллоидные растворы. [c.751]

Гетерофазная реакция возникает на границе раздела двух фаз (газ — жидкость, жидкость — жидкость, газ — твердое тело, жидкость — твердое тело, твердое тело — твердое тело). Гетерофазными являются реакции превращения твердых тел, сопровождающиеся образованием новой фазы. Далеко не всегда в гетерофазной системе реакция протекает гетерофазно (на границе раздела фаз). Например, если в системе газ — жидкость газообразный реагент реагирует в растворе и растворяется много быстрее, чем вступает в реакцию, то мы имеем дело с гомогенной реакцией в растворе, хотя исходная система гетерофазная. Таким образом, характер реакции в гетерофазной системе часто зависит от соотношения скоростей диффузии реагентов и их химического взаимодействия. [c.18]

Спектроскопические методы, как известно, давно и с успехом применяются при исследовании гомогенных химических реакций. Использование таких методов при изучении гетерогенных процессов пока гораздо менее распространено, несмотря на несомненную ценность спектроскопической информации. Имеющиеся сведения относятся главным образом к границе раздела твердое тело — газ существует уже довольно обширная литература, посвященная ИК-спектрам адсорбированных на этой границе молекул [1]. Что касается границы электрод — раствор, то до недавнего времени собственно спектроскопическая информация об этой границе практически полностью отсутствовала. Причина этого заключается в очевидной трудности получения оптических спектров молекул, находящихся на поверхности непрозрачного твердого тела в слое толщиной в единицы ангстрем, где происходит специфическая для электрохимии стадия электродного процесса. Вместе с тем, именно эта стадия нуждается в детальном спектроскопическом исследовании, так как происходит в условиях, сильно отличающихся от условий протекания гомогенной химической реакции (наличие внещнего электрического поля, влияние адсорбции, отличия поверхностной структуры растворителя от объемной и т. п.). Эти отличия не позволяют уверенно использовать при изучении электродных реакций спектроскопическую информацию о сходных гомогенных реакциях. Химические стадии электродного процесса, протекающие в растворе, в принципе можно исследовать спектрофотометрически, но и здесь существуют трудности, так как все еще слишком малы толщины зоны [c.85]

Таким образом, реакция карбонилпроваиия o toiit из нескольких стадий, которые могут быть охарактеризованы как 1) взаимодействие синтез-газа с восстановленным кобальтом, с образованием карбонилов, 2) растворепие карбонилов кобальта и водорода в жидком олефине, 3) гомогенная реакция в растворе. [c.503]

Основные допущения. Рассмотрим jra-фазную п-компопентную сплошную среду, в объеме каждой -й фазы которой протекают N линейно независимых химических реакций. Движение многофазной многокомпонентной смеси будем изучать при следующем предположении фазы представляют собой гомогенные смеси (смеси газов, растворы), а расстояния, на которых параметры течения меняются существенно (вне поверхностей разрыва), много больше характерных размеров неоднородностей или включений (капель, пузырей, твердых частиц). Это позволяет подойти к описанию движения многокомпонентной многофазной смеси на основе представлений взаимопроникающих континуумов [33]. [c.35]

Химические реакции условно можно разделить на ряд групп, отличающихся какой-либо специфической особенностью. По агрегатному состоянию среды П реакции в газовой фазе 2) реакции в растворах 3) реакции в твердых средах. По агрегатному состоянию реагирующих веществ, продуктов реакции и среды химические реакции разбиваются на две группы 1) гомогенные химические реакции 2) гетерогенные химические реакции. В гомогенных химических реакциях исходные вещества, продукты реакции и среда образуют одну фазу. Химические реакции, в которых реагенты находятся в различных фазовых состояниях, а также реакции, протекающие на границе раздела фаз, называются гетерогенными реакциями. Например, Нг(г) + l2(r)-> 2Н1(г) —гомогенная реакция в газовой фазе, реакция взаимодействия СОг с СаО с образованием СаСОз, а также реакция синтеза NH3 на железных катализаторах Ыг-f-ЗН2 2ННз, протекающая на границе раздела фаз газ —твердый катализатор, являются гетерогенными реакциями. [c.531]

Согласно уравнению v — Vidl/Vdt = dni/Vdt = d i/dt в гомогенных реакциях целесообразно выражать удельную скорость в газе или растворе как производную концентрации любого реагента по времени. В гетерогенных реакциях между твердыми веществами, например [c.220]

Первая попытка установить связь между скоростью реакций и концентрацией реагентов была сделана Н. Н. Бекетовым (1865). Более строго эту закономерность установили в 1867 г. скандинавские ученые химик Гульдберг и математик Вааге. Закон действия масс — соотношение, лежащее в основе химической кинетики. Он строго выполняется только для гомогенных реакций, протекающих в разбавленных растворах, или при взаимодействии газов, близких к идеальным, т. е. находящихся под низким давлением. [c.138]

Рассмотрение главных факторов, влияющих на скорость химических процессов, мы начнем с елияиия концентрации реагентов, причем вначале будем говорить о гомогенных реакциях, т. е, о реакциях, протекаюышх в одной фа е (одиородноп среде), например в газе или растворе, [c.44]

Приведенное выше кинетическое уравнение относится к гомогенным реакциям. В гетерогенных реакциях (протекаюших на поверхности раздела двух фаз) концентрация, например, твердого вещества, реагирующего с газом или раствором, остается постоянной, поэтому в кинетическое уравнение не вход]5т. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология