Медленные реакции в жидкости

Концентрация абсорбируемого компонента Са равна равновесной его концентрации, т. е. растворимости в жидкости С , так как при медленной реакции жидкость успевает насытиться абсорбируемым компонентом до равновесного состояния, [c.54]

При анализе процесса с режимом медленной реакции величины с и с в общем случае известны. Их разность с — с является общей движущей силой, составленной из двух частей, Сд —с и Со — с первая ведет процесс диффузии, а вторая — реакцию. Относительная величина двух частей, из которых состоит общая движущая сила, зависит от относительных удельных скоростей двух процессов. В уравнении (2.3) эти удельные скорости выражены отнесенными к единице поверхности раздела газ — жидкость, — удельная скорость диффузии, Фг/(с — с ) — удельная скорость реакции. [c.33]

Мы рассмотрим в этом разделе процесс химической абсорбции с реакцией п-го порядка, протекающей в режиме медленной реакции в полом контакторе газ"—жидкость, снабженном мешалкой. Допустим, что контактор (рис. 17) можно рассматривать как идеальный смеситель, а жидкую фазу однородной по составу (состав тот же, что и на выходе жидкости). [c.87]

Опубликованные в литературе результаты экспериментов (раздел 11.4) показывают, что при комнатной температуре процесс абсорбции СОг буферным раствором протекает в режиме медленной реакции. Следовательно, уравнения, выведенные в разделе 7.1, принципиально применимы для проектирования насадочных колонн. Эти уравнения, правда, не учитывают возможность постепенного изменения величины k по длине колонны вследствие того, что состав жидкой фазы изменяется от высокого значения Рс в сечении на входе до более низкого —на выходе. Изменение А по длине колонны определяется уравнением (11.6), а величина Рс в любом сечении колонны определяется из уравнения материального баланса. Действительно, концентрация карбоната уменьшается а бикарбоната увеличивается за счет количества двуокиси углерода, абсорбированной на пути от сечения подачи жидкости до рассматриваемого сечения. [c.133]

Диффузия молекул к поверхности и от поверхности твердого катализатора обычно происходит быстро в газах и медленно в жидкостях. Поэтому для последних суммарная скорость реакции сильно зависит от размеров пор и доступности катализатора. При этом может оказаться, что реакция лимитируется диффузией (т. е. стадиями 1 и 5). Для газов этот случай является редким. На время ограничимся рассмотрением таких каталитических процессов, скорости которых определяются стадиями 2, 3 и 4. Предложены две модели строения сорбированного слоя реагентов па поверхности. Одна из них исходит из того, что сорбированный слой слабо связан с поверхностью и относительно свободно может мигрировать с одного места поверхности к другому. В предельном случае подвижный слои может быть представлен как двухмерный газ, сорбированный на поверхности. Наряду с этой моделью существует и модель сильной связи поверхностного слоя согласно такой модели, можно считать, что каждая сорбированная молекула образует химическую связь с некоторым атомом на поверхности катализатора. В таком локализованном слое миграция реагирующих веществ может медленно проходить либо за счет диффузии на иоверхности, либо за счет испарения и повторной адсорбции. Эти относительно медленные процессы могут лимитировать скорость реакции. [c.536]

В случае физической абсорбции или медленной реакции, когда Р = кц А — Л ), скорость абсорбции выражается приведенными выше уравнениями (V, 168)—(V, 171) при подчинении системы закону Генри. Если же этот закон не соблюдается, то значения р,- и Л при заданных концентрациях в массах жидкости и газа и известной величине отношения кд/к легко могут быть найдены с помощью хорошо известного графического метода . [c.148]

Приведенное выше уравнение (VI,2) применимо и для расчета очень медленных реакций. Скорость реакции в массе жидкости составляет Уг Л , Б , где У — объем жидкости, а г Л , В — скорость реакции в единице объема, когда концентрации растворенного газа и реагента составляют соответственно Л и В . Значит, доля абсорбированного газа, вступающего в реакцию до того как жидкость выйдет из абсорбера, будет незначительной, если [c.155]

VI-1-2. Медленные реакции. В этом случае до удаления из абсорбера реагирует заметное количество абсорбированного газа (т. е. при реакции первого порядка величина не намного меньше единицы), но лишь незначительная доля абсорбированного газа реагирует в диффузионной пленке. Такой процесс представляет собой физическую абсорбцию, за которой следует реакция в массе жидкости или удаление растворенного газа из системы с потоком этой жидкости. Таким образом [c.156]

Метод определения к а при медленной реакции полезен также, когда жидкость не идеально перемешана или имеются сомнения в этом отношении. Метод не зависит от степени перемешивания массы жидкости. Кроме того, этот метод особенно полезен в тех случаях, когда физическая абсорбция не может быть использована для определения к а. Согласно уравнению (VI,2) для физической абсорбции [c.160]

У1-2-2. Очень медленные реакции. Если реакция достаточно медленна, то вся жидкость становится и остается насыщенной непрореагировавшим газом (концентрация которого соответствует его парциальному давлению над жидкостью), и реакция растворенного в жидкости газа является истинно гомогенной. В таких условиях концентрация газа в жидкости отвечает его растворимости (с учетом влияния на нее других веществ, растворенных в жидкости, в соот ветствии с изложенным в главе I), и скорость дальнейшего погло щения газа равна скорости гомогенной реакции в жидкой фазе Скорость реакции г, отнесенная к единице объема жидкости, опре деляется скоростью поглощения газа, деленной на объем жидкости Этот метод, детально рассмотренный Диксоном применялся для исследования кинетики ряда реакций. [c.166]

У1-2-3. Медленные реакции. В этом случае реакция слишком быстра, чтобы выполнялось условие (VI,35), и концентрация Л растворенного газа в массе жидкости существенно ниже, чем величина А в то же время растворяемый газ не реагирует в заметной степени при переносе через диффузионную пленку. Для необратимой реакции первого порядка условие, соблюдение которого обеспечивает справедливость последнего допущения, можно найти, подставив 1/г = О (т. е. бесконечное время пребывания в периодическом процессе) в уравнение (VI, 13). Тогда [c.167]

Важным является частный случай медленной реакции, когда реакция достаточно быстра, чтобы концентрация Л в массе жидкости была близкой к нулю, но не настолько, чтобы реакция в заметной степени проходила в пленке. Для реакции первого порядка условие, при котором концентрация Л в массе жидкости была бы намного меньше величины Л, находят подстановкой 1/т = О в неравенство ( 1,18) для проточного абсорбера. Это приводит к выражению [c.170]

Проблема отрицательного влияния на точность получаемых результатов чрезмерного приближения жидкости к состоянию насыщения абсорбируемым газом может быть разрешена при использовании в качестве абсорбента раствора, реагирующего с абсорбируемым газом в режиме медленной реакции . При этом реакция слишком медленна, чтобы оказывать прямое воздействие на скорость абсорбции, поэтому [c.213]

При проведении эмульсионных жидкостных реакций возможны кинетическая и диффузионная области их течения. Это определенным образом влияет на выбор конструкции реактора. В диффузионной области (быстрые реакции) необходимо обеспечить возможно большую поверхность контакта фаз. Для медленных реакций, протекающих в кинетической области, большое значение приобретает объем реактора, т. е. время протекания реакции. Разнообразие конструкций жидкостных реакторов обусловлено использованием различных перемешивающих и теплообменных устройств в зависимости от вязкости жидкости и теплового эффекта. [c.245]

Такие аппараты особенно пригодны для проведения медленных реакций, протекающих в кинетической области, т. е. для большей части реакций между органическими веществами. В них обеспечивается хороший контакт фаз и достаточное перемешивание, необходимое для равномерного течения реакции в объеме. Недостатки — большое гидравлическое сопротивление и необходимость нагрева больших масс жидкости при пуске аппарата. [c.273]

Пенные аппараты. В отличие от реакторов барботажного типа в пенных аппаратах пузырьки газа поступают в жидкость с большой скоростью. В результате реакционная масса интенсивно перемешивается и образуется динамическая пена. Такая пенная система характеризуется малым диффузионным сопротивлением. В связи С этим пенные аппараты эффективны лишь для проведения быстрых реакций. Для медленных реакций, протекающих в жидкой фазе, они непригодны из-за крайне малого объема жидкости в аппарате. [c.274]

При изучении хемосорбционных процессов следует совместно рассматривать закономерности массопередачи и химической кинетики, так как скорости диффузионных этапов и химических стадий могут быть сопоставимы. Поэтому количественная характеристика хемосорбционных процессов связана со многими дополнительными факторами. Реакция в жидкой фазе понижает концентрацию поглощаемого газового компонента в жидкости, что увеличивает движущую силу процесса и ускоряет его по сравнению с физической абсорбцией. Увеличение общей скорости процесса тем больше, чем выше скорость реакции в жидкой фазе. В соответствии с этими особенностями при количественном выражении хемосорбционных процессов обычно вводятся поправки к величине движущей силы или коэффициента массопередачи, которые характеризуют равновесие и скорость реакции в жидкой фазе. При значительных скоростях реакции сопротивление жидкой фазы становится пренебрежимо малым. Наоборот, при медленной реакции ускорение процесса также мало и им можно пренебречь, рассматривая процесс как физическую абсорбцию. Движущую силу абсорбционных процессов наиболее точно можно выразить следующим образом [см. формулу (VI.14)] [c.161]

Несколько необычная задача диффузии и реакции — абсорбция газа жидкостью, стекающей под действием силы тяжести над твердой каталитической поверхностью, где реагирует абсорбированный газ —была рассмотрена Астарита [18]. Ясно, что это процесс химической абсорбции. Он может приводиться только в режиме медленной реакции, которая протекает на поверхности жидкость — твердое тело в отсутствии влияния концентрационного гра- [c.116]

Это уравнение характерно для медленной реакции, когда концентрация вещества В во всем объеме жидкости практически постоянна и равна Св- Скорость реакции в этом случае не зависит от гидродинамической обстановки в аппарате и помимо концентрации определяется только константой скорости Кр. При этих условиях считают, что реакция протекает в кинетическом режиме. [c.36]

ГЛАВА XV. МЕДЛЕННЫЕ РЕАКЦИИ В ЖИДКОСТИ [c.122]

Остановленная струя. Реактор заканчивается камерой, где поршень, перемещаясь, закрывает выход. Поток жидкости, перемещая поршень, резко останавливается. Быстро протекающую реакцию записывают на осциллографе, для записи медленной реакции можно использовать самописец. Метод позволяет изучать реакции с временем превращения от 10 до 10 с. [c.341]

Время пребывания жидкости и газа в абсорбере. Время пребывания газа всегда мало и его увеличение может потребоваться в тех случаях, если абсорбция зависит от медленной реакции в газовой фазе (например, окисление N0 в процессе абсорбции окислов азота). В некоторых случаях (например, при протекании медленной реакции в жидкой фазе) желательно повышение времени пребывания жидкости в аппарате в других случаях (например, при избирательной абсорбции) требуется, наоборот, малое время пребывания жидкости. [c.657]

Регулирование силы тока при электролизе в некоторой степени достигается изменением глубины погружения конического электрода. По мере протекания процесса гидрирования скорость потребления водорода уменьшается, уровень жидкости в ячейке снижается и генерирование водорода замедляется. Если скорость генерирования будет больше скорости потребления водорода из-за медленности реакции гидрирования, электрическая цепь прибора автоматически размыкается и замыкается. Во время размыкания давление в системе будет медленно снижаться, пока электролит снова не войдет в соприкосновение с электролитом. Если водород перестает генерироваться, это значит, что реакция закончилась. [c.324]

Толуол помещают в сухую колбу, нагревают на сетке и в кипящий толуол медленно приливают бром из воронки. Раствор, сначала интенсивно красно-бурый от брома, по мере хода реакции постепенно обесцвечивается с выделением бромистого водорода. Когда весь бром прибавлен и вошел в реакцию, жидкость переливают в колбочку Вюрца и фракционируют два-три раза. Выход — до 90 /о теории, считая на бром. [c.43]

Таким образом, протекание медленных реакций в массе жидкости для сложных газо-жидкостных процессов можно представить двумя предельными случаями 1) концентрация Рж постоянна по объему аппарата 2) в любой точке аппарата величина Рж пропорциональна концентрации хемосорбента Вж-Приведенные соотношения позволяют оценить величину Рж и соответственно скорость реакций в основной массе жидкости, а также оценить влияние условий перемешивания жидкости на эффективность работы аппарата (см. гл. 5). [c.87]

Установлена для предельных случаев связь между скоростью протекания сравнительно медленной реакции в основной массе жидкости и скоростью быстрой последовательной реакции, протекающей в пограничном слое, и, соответственно, связь между концентрацией хемосорбента и продукта быстрой реакции. Приведены также результаты численного решения [c.222]

VI-1-1. Физическая абсорбция и очень медленные реакции. В этих случаях количество растворенного газа, реагирующее в абсорбере, равно нулю или значительно меньше количества, абсорбированного физически и вынесенного из аппарата потоком жидкости в непрореа-гировавшем виде. Скорость абсорбции при отсутствии сопротивления со стороны газовой фазы равна [c.154]

Показателем достаточной медленности реакции применительно к насадочной колонне может служить то, что доля абсорбированного газа, вступающего в реакцию до того, как жидкость выйдет снизу из аппарата, мала. Аналогия с беспроточным или проточным абсорберами идеального смешения здесь не уместна. Вместо этого можно проводить следующую проверку выполнимости указанного условия. Сначала вычисляют количество абсорбированного газа в функции от высоты насадки для физической абсорбции, т. е. при предположении об отсутствии реакции. Затем рассчитывают скорость реакции в функции от высоты, интегрируют ее по высоте колонны и смотрят, мала ли в действительности степень прохождения реакции. [c.186]

Рейт определял значения к а", используя окисление сульфита кислородом в присутствии достаточно малого количества катализатора, чтобы обеспечить медленность реакции при одновременном поддержании равной нулю концентрации кислорода в массе жидкости. Деление к а" на а" (и делимое и делитель определялись в одном и том же растворе сульфита) давало коэффициент к , который оказался равным 0,04 см1сек, вне зависимости от скоростей перемешивания или аэрации. [c.231]

Бесцветная жидкость, гигроскопичная, чувствительная к О2 воздуха. Неограниченно смешивается с водой (образуется слабощелочной раствор). Проявляет осндвиые свойства, реагирует с кислотами. Сильный восстановитель, в щелочной среде реагирует медленно (реакции ускоряются ионами переходных металлов). Слабый окислитель. Получение см. 275 , 288. [c.147]

В газе. Поэтому интересно сравнить медленные реакции, которые в жидкости не лимитируются диффузией, с константами скорости к < 10 л/(моль с) в газовой фазе. В жидкости на химическую реакцию, как мы увндим, сильно влияют сольва-тационные эффекты и образование молекулярных комплексов. Поскольку в газовой фазе сольватации нет, то для корректного сравнения следует взять реакции, в которых по крайней мере один из реагентов - неполярная частица, например углеводород. Наиболее подходящими для такого сравнения являются реакции радикалов с неполярными С-Н-связями. В табл. 8.1 представлены данные о таких реакци51Х, для которых измерены константы скорости в газовой и жидкой фазах. Видно, что во всех случаях в жидкой фазе константы скорости бимолекулярных реакций радикального отрыва выще, чем в газе. [c.212]

Когда колба наполнена наполовину ( 400 г спирта), форштос, через который поступает в колбу перегоняемый спирт, заменяют капельной воронкой. Конец капельной воронки должен быть погружен в спирт на несколько сантиметров ниже его поверхности. Колбу помещают в охлаждающий сосуд с водой. После этого включают мешалку и медленно приливают по каплям Si U. В течение нескольких часов в реакцию вводят приблизительно на 10% меньше Si , чем требуется согласно вышеприведенным уравнениям, т. е. а данном случае около 230 (соответственно 330 г). К концу реакции жидкость довольно сильно пенится. Перемешивают еще в течение 0,5 ч и затем медленно нагревают колбу. При этом выделяются значительные количества растворенного НС1. Наконец, нагревают смесь до кипения. Когда прекратится выделение НС1, жидкость немного охлаждают, заменяют обратный холодильник на нисходящий, отгоняют избыток спирта и нагревают жидкость до 100 °С. Затем жидкости дают охладиться, добавляют немного алкоголя-та натрия (полученного путем растворения небольшого количества натрия в спирте, обезвоженном над кальцием), встряхивают раствор и дают ему отстояться. Через несколько часов прозрачную жидкость сливают с осадка в сухую перегонную колбу и фракционируют. Выход 90%. [c.765]

К медленным реакциям, определяющим общую скорость процесса, относятся многие реакции в системе жидкость — жидкость, играющие важную роль в основной органической промышленности (например, нитрование, сульфирование и гидролиз). Эти процессы по традиции не относятся к экстракционным, а рассматриваются как химические гетерофазные реакции. Проектирование аппаратов для таких процессов основывается скорее на расчете и конструкции реактора с учетом скорости реакции, а не скорости массопередачи. Протекание этих химических реакций сопровождается большими тепловыми эффектами и включает, как и экстракция, процесс массопередачи. Единственное различие заключается в относительных значениях скорости массопередачи. Представляет интерес найти возможность иереноса определенных закономерностей из одной группы процессов в другую. [c.359]

Таким образом, перенос вещества через пограничный слой осуществляется преимущественно конвекцией и диффузией, а в основной массе жидкости протекают сравнительно медленные реакции СОг с ОН - (преимущественно) и НгО. Такой результат отличает рассматриваемый процесс от процесса поглощения СОг водным раствором МЭА при высоких степенях карбонизации, в котором соотношение концентраций хемосорбентов (RNHг и 0Н ) в пограничном слое может отличаться на несколько порядков. Общим для обоих процессов является заметное превышение фактической концентрации СОг в растворе над равновесной. В монографии Данквертса [6] вывод кинетического уравнения построен на представлении о том, что в ядре жидкости устанавливается равновесная концентрация СОг пример расчета свидетельствует об обратном. [c.190]

При использовании дополнительной зоны сохраняется принцип продольно-поперечного секционирования, характерный для многосливных ситчатых тарелок. Многопоточный ввод жидкости на дополнительную зону позволяет стабилизировать ее работу в широком диапазоне изменения нагрузок по газу и жидкости. Дополнительную зону целесообразно применять для хемосорбционных процессов с большим расходом жидкости, а также для процессов, требующих значительного времени пребывания жидкости в зоне медленной реакции, при этом уменьшается доля зоны тарелки, занятой переливными устройствами, поскольку возможно проведение процесса в переточно-провальном режиме. Наличие дополнительной зоны контакта фаз снижает отрицательное влияние на процесс провала жидкости. Преимущество от применения дополнительной зоны связано также с использованием эффекта поверхностной конвекции при масоотдаче, осложненной необратимой реакцией, от струй жидкости, вытекающих из отверстий плато дополнительной зоны. [c.206]

Для расчета времени реакции требуется знание скорости процесса и величины растворимости газа в жидкости, что определяется экспериментально по известным методикам [13]. При 1г согласно классификации, предложенной Астаритой, реакция отно -сится к классу медленных реакций. Условия протекания процесса в кинетической области для медленных реакций определяют из рас- [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология