Реакции веществ в газовом состоянии

Для реакции в реальной газовой фазе АЯ° практически то же, что и для реакции в идеальной газовой фазе, и может быть найдено по теплотам образования или сгорания реагирующих веществ в состоянии идеального газа. Расчеты АЯр = и АЯ рассмотрены выше. [c.76]

Это равенство показывает, что концентрация диоксида углерода, соответствующая равновесию, должна быть в этом процессе для каждой данной температуры постоянной и не зависящей от количеств карбоната и оксида кальция, содержащихся в системе. Давление диоксида углерода, соответствующее этой концентрации при данной температуре, является тоже постоянным. Оно называется давлением нли упругостью диссоциации. Аналогичное выражение константы равновесия получается для всех гетерогенных реакций, в которых только одно из составляющих систему веществ находится Б газовом состоянии. К таким реакциям относятся процессы термической диссоциации оксидов, гидроксидов, сульфидов, карбонатов, гидрокарбонатов, солей аммония н других соединений. [c.102]

Константа равновесия. Рассмотрим процессы, в которых наряду с реагентами в газовом состоянии участвуют реагенты в твердом или жидком состоянии, не образующие друг с другом твердых растворов. Концентрации насыщенных паров жидких и твердых веществ (газовая фаза) при данной температуре — величины постоянные. Вследствие этого их концентрации можио включить в константу равновесия. Так, для реакции термической диссоциации карбоната кальция [c.146]

В газовом состоянии веществ реакция протекает в противоположном направлении [c.106]

РЕАКЦИИ ВЕЩЕСТВ В ГАЗОВОМ СОСТОЯНИИ [c.38]

Для реакций веществ, находяш ихся в газовом состоянии и дающих газообразные продукты, действителен не только закон эквивалентов, определяющий отношения масс реагентов, но и закон объемных отношений Гей-Люссака, определяющий отношения объемов реагирующих и получающихся газов объемы вступающих в реакцию газов и газообразных продуктов реакции относятся друг к другу как небольшие целые числа (при неизменных температуре и давлении). Этот экспериментально подтвержденный факт противоречит учению Дальтона о том, что эле-.ментарные вещества состоят непосредственно из атомов. В 1811 г. Амедео Авогадро и сформулировал закон, согласно которому равные объемы газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул, считая одновременно, что молекулы элементарных веществ в газовом состоянии содержат по два атома. [c.11]

Химическое взаимодействие, связанное с увеличением беспорядка (в том числе протекающее с возрастанием объема), также характеризуется ростом энтропии. Наоборот, реакции, сопровождающиеся уменьшением неупорядоченности, протекают с уменьшением энтропии. Примером первых могут служить процессы диссоциации (например, карбонатов, сульфидов, двухатомных веществ в газовом состоянии), примером вторых — реакции полимеризации (в частности, димеризация двуокиси азота, получение полиэтилена). [c.94]

В ходе процесса энтропия заметно меняется при изменении общего числа молей газов в системе, так как основным носителем беспорядка в ней являются вещества в газовом состоянии. Поэтому, если в ходе реакции общий объем веществ увеличивается, т. е. AV > О (происходит приращение объема), то и AS > О, и наоборот. При отсутствии в системе газов или при сохранении в ходе процесса числа их молей постоянным AV = О и Д5 0. Тогда движущей силой процесса может быть лишь уменьшение энтальпии, и реакция является экзотермичной (АН < 0). [c.168]

Химик-органик обычно работает со сравнительно нелетучими соединениями, имеющими лабильные ковалентные связи, поэтому проводить реакции в газовой фазе, как правило, не удается. Из тысяч известных реакций, осуществляющихся в растворе, лишь немногие изучены в газовой фазе, несмотря на то что описание механизмов газофазных реакций намного проще. Часто возникает необходимость в проведении реакции в присутствии более или менее инертных растворителей, что связано с двумя основными затруднениями. Во-первых, реакция в растворе зависит от большего числа параметров, чем реакция в газовой фазе. Поэтому экспериментальные результаты обычно удается интерпретировать только на качественном уровне, так как особенности ассоциированных состояний в жидкой фазе пока что изучены недостаточно полно. Во-вторых, взаимодействия в растворе значительно сильнее и разнообразнее, чем в газовой фазе, и поэтому оказывают разностороннее влияние на свойства и реакционную способность растворенного вещества. [c.10]

Основной отличительной кинетической особенностью жидкофазных химических реакций является высокая, превышающая на 2-3 порядка, чем в газофазных, концентрация реагирующих веществ в единице объема реактора. В силу этого проведение реакций в жидкофазном состоянии при атмосферном давлении равносильно проведению их в газовой фазе под давлением порядка 10-100 МПа. Это означает, что в жидкофазных процессах будет значительно выше вероятность столкновения реагирующих молекул, в результате преимущественно ускоряются вторичные бимолекулярные реакции. При этом, однако, низкомолекулярные продукты первичного распада высокомолекулярного сырья и алкильные радикалы в зависимости от условий проведения процесса могут разлетаться в газовую фазу и не участвовать во вторичных жидкофазных реакциях. В этих условиях цепной процесс жидкофазного термолиза нефтяного сырья будет осуществляться с участием более высокомолекулярных, так называемых долгоживущих бен-зильных и фенильных радикалов. В результате при равных температурах жидкофазный термолиз углеводородов дает значительно больший выход продуктов конденсации и меньший выход продуктов распада. [c.366]

С точки зрения теории активных столкновений кинетика реакций в разбавленных растворах не отличается от кинетики газовых реакций. В действительности же многие реакции в жидких растворах существенно отличаются от газовых, так как скорость их в значительной мере определяется взаимодействием реагирующих веществ с растворителем. Среда оказывает чрезвычайно большое влияние на скорость реакций в жидкой фазе, как это было впервые показано Н. А. Меншуткиным. Следует также отметить значительное число так называемых медленных реакций в жидкой фазе, которые, как и медленные реакции в газовой фазе, не могут быть удовлетворительно интерпретированы теорией активных столкновений. С точки зрения теории метода переходного состояния, медленные реакции характеризуются значительным уменьшением энтропии при образовании активированных комплексов. Таким образом, при пользовании этим методом учитываются некоторые особенности химического строения реагирующих веществ (учет изменения числа степеней свободы при образовании активированного комплекса). [c.127]

Кондуктометрические газоанализаторы используют химическую реакцию контролируемого компонента газовой смеси с раствором подходящего для этого вещества, при этом проводимость раствора изменяется в результате данной реакции. Процесс изменения проводимости продолжается до момента установления химического равновесия между контролируемым компонентом газа и возникающим в реакции химическим соединением. Состояние равновесия является функцией концентрации контролируемого компонента в анализируемой газовой смеси. [c.513]

Химические реакции с исиользованием твердых веществ являются саморегулирующимися, так как возникающая газовая фаза уменьшает доступ жидкого реагента в зону реакции до установления состояния подвижного равновесия. [c.67]

Связь между равновесными концентрациями или парциальными давлениями веществ, участвующих в химической реакции, выражается законом действующих масс. Так, для гомогенной газовой химической реакции, находящейся в состоянии равновесия [c.444]

Для достижения химического равновесия при протекании обратимых реакций требуется определенный период времени, зависящий от природы веществ, составляющих реакционную систему. Если ионные реакции, как правило, протекают достаточно быстро, то время достижения равновесия многих газовых реакций, а также реакций между органическими соединениями значительное. Есть реакции, для которых состояние равновесия при 20 °С не достигается. Пример. В реакции [c.241]

Уравнения (3.20.27) и (3.20.28) лежат в основе расчета констант равновесия реакций по их стандартным мольным энергиям Гиббса и наоборот. Способ расчета Ад" по термодинамическим таблицам изложен ранее (см. разд. 3.16). Здесь же мы еще раз напомним, что в большинстве таблиц за стандартные состояния чистых жидких и кристаллических веществ приняты их реальные состояния, а за стандартные состояния чистых газов — их состояния в виде чистых идеальных газов при давлении 1 атм. Поэтому расчет приводит к величинам /(г для реакций в конденсированных растворах и к Кг X X ([р] = 1 атм) для реакций в газовых растворах. [c.206]

Ах, Аг — исходные вещества, А/ — продукты реакции, VI, Уг,. .., V/ — соответствующие стехиометрические коэффициенты), то вытеснение с поверхности вещества А1 адсорбирующимся ядом может привести к кратковременному увеличению концентрации продуктов реакции в газовой фазе, вследствие равновесия (IV. 157). Это будет происходить потому, что вещество А вытесняемое с поверхности, появится в газовой фазе в виде продуктов А/ благодаря равновесию (IV. 157), поскольку скорость реакции (IV. 157) в обратном направлении в этот момент уменьшится, вследствие уменьшения доли поверхности, занятой Ах. Разумеется, затем, после установления стационарного состояния в системе, концентрация продуктов реакции снизится до величины, меньшей первоначальной. [c.167]

Из условия равновесия, приравниванием величины химических потенциалов активированных комплексов сумме величин химических потенциалов веществ, вступающих в реакцию из адсорбированного состояния и из газовой фазы, получается выражение для концентрации активированных комплексов на поверхности [c.276]

Для вычисления ко необходимо знать величины статистических сумм состояний веществ, вступающих в реакцию из газовой фазы, рассчитываемые по обычным формулам статистической механики [например, по уравнениям (1.69) и (1.70)], а также статистические суммы состояний [c.277]

Рассмотрим газовую смесь состава, % 20 СО, 20 Oj, 50 Н, и 10 HjO, которая нагревается до температуры Т при 1 атм. Мы хотим рассчитать равновесный состав газовой фазы для Т = 700, ИЗО и 1500 К. Реакцию между этими веществами и состояния системы можно охарактеризовать следующим образом [c.115]

Реакции между веществами, находящимися в твердом состоянии, существенным образом отличаются от реакции в газовой фазе или в растворе. В растворе молекулы весьма подвижны и вследствие этого реакции между ними могут происходить при условиях, определяемых сравнительно простыми статистическими законами. [c.390]

В случае если продукт реакции выделяется в твердом состоянии, часто целесообразнее проводить реакцию между газообразными веществами. При этом выгодно выбрать место взаимодействия таким (см. рис. 293), чтобы его можно было поддерживать при любой температуре, погружая сосуд в нагретую или охлаждающую ванну. Иногда реакцию в газовой фазе проводят, конденсируя одно или оба вещества на насадках реакционного сосуда, откуда они медленно испаряются. Если при этом образуется труднолетучий продукт реакции, то возникает опасность закупоривания трубопровода или что реакция произойдет не полностью, а только на поверхности жидкости. Иногда, если для реакции не используют соответствующий растворитель, один из компонентов можно взять в избытке, а другой вводить в него через дроссель при небольшом. давлении и одновременном перемешивании с помощью магнита. [c.506]

При медленно протекающих реакциях часто применяют твердые катализаторы, которые ускоряют реакцию это в свою очередь позволяет проводить реакцию при более низкой температуре, когда положение состояния равновесия значительно благоприятнее. Часто с таким же успехом проводят реакцию в присутствии растворителя иногда в качестве среды служит один из компонентов или продукт реакции. Наконец, можно сильно влиять на ход реакции в газовом потоке с помощью электрического разряда. Если реакция между газами протекает медленно или должна быть проведена с небольшим количеством вещества, то, как правило, применяют закрытые реакционные сосуды, которые уже были описаны в предыдущих разделах. [c.530]

Рассматриваются многообразные химические реакции, систематизн-рованные по фазовому состоянию участвующих в реакции веществ — газовому, жидкому и кристаллическому. Химические процессы обсуждаются на основе учений о направлении реакций (химическая термодинамика), их скорости (химическая кинетика), строения вещества и учения [c.2]

Теория жидкого состояния значительно хуже разработана,, чем теория газообразного состояния, и это отчетливо сказывается на уровне теоретической интерпретации явлений химической кинетики в конденсированной фазе. Теория реакций в газовой фазе базируется иа двух следствиях молекулярно-кинетической теории — возможности расчета числа столкновений между реагирующими молекулами и применимости к реагирующей системе максвелл-больцмановского распределения. При переходе к реакциям в растворах приходится рассматривать третий объект — молекулы растворителя. При этом возможны два крайних случая 1) молекулы растворителя не входят в состав активного комплекса, и их взаимодействие с молекулами растворенного вещества сводится к столкновениям н ван-дер-ваальсовому взаимодействию 2) молекулы растворителя входят в состав активного комплекса и в той илн иной мере определяют кинетические свойства последнего. Взаимодействие второго типа, пожалуй, больше относится к каталитическим явлениям и будет рассмотрено ниже. Ограничиваясь первым случаем, рассмотрим, в какой мере методы кинетической теории применимы к реакциям в растворах. Можно лн для подсчета числа столкновений между реагирующими молекулами в растворах использовать газокинетическое уравнение Дать обоснованный ответ на этот вопрос трудно, и приходится ограничиваться критерием практической применимости расчета. Поскольку при изучении реакций в растворах удобно пользоваться значениями концентраций, выраженных в моль1л, газокинетическое выражение для константы скорости запишется в виде [c.181]

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]

Закон Авогадро и следствия из него. Для реакций веществ, находящихся в газовом состоянии и дающих газообразные продукты, действителен не только закон эквивалентов, определяющий отношения масс реагентов, но и закон объемных отношений Гей-Люссака, определяющий отношения объемов реагирующих и получающихся газов объемы вступающих в реакцию газов и газообразных продуктов реакции относятся друг к другу как небольшие целые нисла (при неизменных температуре и давлении). В 1811 г. Амедео Авогадро сформулировал закон, согласно которому [c.15]

Если в химической реакции участвуют вещества в газовом состоянии, то на энергетическом эффекте такой реакции отразится изменение объема и давления системы, которое в ряде случаев неизбежно. В связи с этим энергетическая характеристика определенного количества вещества включает кроме внутренней энергии и произведепие давления на объем рУ, выраженное, конечно, [c.77]

При реакциях между твердыми веществами наряду с процессами, протекающими на поверхности раздела фаз, и процессами образования зародышей кристаллов при образовании новой фазы большое значение имеют также процессы переноса в кристаллах. Для ускорения относительно медленной объемной диффузии необходим подвод тепловой энергии. Поэтому все реакции между твердыми веществами, как правило, проводятся при повышенных температурах. П(зскольку химическая активность твердых веществ в значительной мере определяется их структурой и величиной поверхности, исходные вещества перед проведением реакции размалывают в тонкий порошок или измельчают каким-либо иным способом, т. е. переводят вещества в состояние с сильно развитой поверхностью. Тем самым осуществляется активация за счет механической энергии (разд. 33.9.2.6). Для проведения реакций между твердыми соединениями чаще всего используют смеси порошков или прессованные таблетки. Для установления равновесия обычно требуется постепенное нагревание до довольна высокой температуры. Для исследования конечных продуктов и кинетических измерений особенно удобны структурно-аналитические и физические методы анализа. При определении механизмов реакции было установлено, что в некоторых твердофазных реакциях перенос компонентов реакции происходит через газовую фазу. [c.437]

Гетерогенный катализатор находится в реакционной системе в ином по сравнению с реагирующими веществами фазовом состоянии. Например, реакция между молекулами в газовой фазе может ката.пизироБаться тонко измельченным оксидом какого-либо металла. В отсутствие катализатора реакция в газовой фазе протекает медленно. Однако при внесении катализатора реакция на поверхности твердого катализатора значительно ускоряется. [c.28]

Флуоресцентные измерения обладают рядом преимуществ в сравнении с абсорбционными. В частности, оптическое поглощение промежуточного продукта, содержащегося в низкой концентрации, вызывает незначительное изменение относительно большой интенсивности зондирующего пучка. Шум , получающийся вследствие случайных флуктуаций интенсивности света, а также из-за статистической природы пучка фотонов, ограничивает чувствительность, достижимую в абсорбционном эксперименте. В люминесцентном эксперименте, напротив, нет излучения кроме того, которое испускается возбужденными соединениями. Статистические ограничения продолжают лимитировать точность, с которой могут измеряться концентрации, но достижимая на практике предельная чувствительность люминесцентного эксперимента обычно значительно выше, чем абсорбционного. По этой причине люминесценция часто используется для изучения веществ, первоначально находящихся в основном состоянии, путем специального оптического возбуждения их в более высокое люминесцентное состояние. В отдельных случаях описанные ранее линейчатые газооазоядные. лям-пы могут использоваться для возбуждения резонансной флуоресценции атомов (например, Н, О, С1) и радикалов (например, ОН). Поскольку флуоресценция изотропна, ее можно регистрировать под углом к направлению возбуждающего пучка. С большим успехом в качестве источника возбуждения можно использовать перестраиваемые лазеры. Лазеры обеспечивают существенно большую гибкость эксперимента, чем газоразрядные лампы. В частности, с их помощью можно возбуждать значительно большее число разнообразных молекулярных частиц (например, ОН, КОз, СН3О, С2Н5О). Более высокая мощность возбуждающего излучения от лазеров обеспечивает высокую чувствительность. Индуцированная лазером флуоресценция (ИЛФ) стала наиболее ценной методикой изучения промежуточных продуктов реакций в газовой фазе. При этом по- [c.196]

Представляется целесообразным начать обсуждение вопросов теории химического равновесия при высоких давлениях с реакций в газовой фазе, после чего перейти к имеющимся данным о равновесии в жидкой и твердой фазах, а также в многофазных системах. Это связано с тем, что агрегатные состояния реагирующих веществ предопределяют применение тех или иных методов вычисления равновесных концентраций при высоких давлениях. Поэтому для решения поставленной задачи необходимо знать в каждом конкретном случае, какие фазы сосуществуют в рассматриваемой смеси в условиях равновесия. Нельзя не учитывать при этом изменений агрегатного состояния веществ и характера сосуществующих фаз при приложении давления. А эти изменения зачастую весьма существенны. Например, температура плавления (затвердевания) большинства веществ повышается с увеличением давления. При 12 000 кПсм хлороформ плавится при 207,9° (вместо — 63,5° [c.9]

Действие постороннего вещества может также проявляться в том случае, если оно непосредственно не адсорбируется, но в системе возникает адсорбционно-химическое равновесие его с компонентами реакции, находящимися на поверхности катализатора в адсорбированном состоянии. Так, например, если реакция окисления протекает через адсорбцию кислорода на поверхности катализатора, причем эта стадия является лимитирующей, то концентрация адсорбированного кислорода должна определять концентрацию продуктов реакции в газовой фазе, вследствие устанавливающегося в системе адсорбционно-химического равновесия. При введении в систему постороннего неадсорбирующегося вещества, например водорода, может установиться параллельно адсорбционнохимическое равновесие [c.167]

Особенностью данной химической системы является то, что ни прямая, ни обратная реакции не могут дойти до конца, и в реакционной смес11 будут одновременно присутствовать все три вещества А, В VI С в определенвой пропорции. При изменении условий реакции, например температуры, концентрации реагентов начнут изменяться до тех пор, пока через некоторое время не установится новый постоянный состав реакционной смеси. Такое состояние системы реагирующих веществ, в котором концентрации их не меняются, называется состоянием химического равновесия, а концентрации реагентов в этом состоянии — равновесными. Равновесие характеризуется величиной константы равновесия, численное значение которой зависит от выбора единицы измерения концентрации. Для реакций в газовой фазе [c.193]

Небольшие заряды чистого нитрата аммония детонируют с трудом (см. следующий раздел). В результате изучения длительности выделения энергии в смесях нитрата аммония с тринитротолуолом была установлена очень важная связь между общей продолжительностью т реакции и размером частиц нитрата аммония. Размалывая эту соль до смешения ее с расплавленным или порошкообразным тринитротолуолом, можно изменять величину зерен в очень широких пределах. Как видно из значений средней продолжительности реакции, определенных методами, описанными в предыдущем разделе, продолжительность выделения энергии является функцией размера кристаллов, во всяком случае для таких медленных мощных взрывчатых веществ, как, например, нитрат аммония, причем выделение энергии происходит тем быстрее, чем мельче кристаллы. Распространение детонационной волны через заряд взрывчатого вещества не требует большой энергии активации это приводит к выводу о том, что при детонации в поликристаллическом взрывчатом веществе в микрообластях горячего газа происходит развивающаяся эрозия. Фронт детонационной волны не является однородным, а детонирующие газы движутся в нем вокруг более плотных частичек взрывчатого вещества. Последние при этом различным образом активируются (см. ниже) и переходят в гомогенную газовую фазу. Этот процесс сопровождается более нли/менее одновременным химическим разложением. Скорость такого перехода обусловливается, помимо иных причин, величиной поверхности раздела кристалл-газ в любой данный момент. При таком представлении о процессах физической активации , приводящих твердое или жидкое взpыв чатое вещество в состояние бурной реакции в газовой фазе, очень существенным является вопрос о реакционной способности веществ, который еще недостаточно изучен. [c.375]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология