Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Зависимость скорости реакции от поверхности реагирующего вещества

    Общие понятия и определения. Явление катализа можно определить как зависимость скорости реакций от присутствия веществ — катализаторов, которые на отдельных стадиях химического процесса вступают во взаимодействие с реагирующими молекулами и резко изменяют скорость реакции, оставаясь в химически неизмененном виде. Катализатором реакции является вещество — атомы, молекулы, ионы или поверхности раздела фаз, которое взаимодействует с молекулами реагирующих веществ, изменяет скорость химической реакции и выделяется на последующих стадиях в химически неизмененном виде. Большое практическое и теоретическое значение имеют катализаторы, повышающие скорости химических реакций. Иногда нх назьшают положительными катализаторами. Катализаторы, понижающие скорость химической реакции, называют отрицательными катализаторами. Все каталитические процессы с учетом их специфичности можно разбить на три группы. [c.616]


    ДЛЯ цепных реакций характерна зависимость скорости реакции от размеров или удельной поверхности реакционного сосуда, от наличия постороннего инертного вещества и от давления или концентрации реагирующих веществ. Для всех цепных реакций характерна явная зависимость скорости реакций от времени. На рис. 152 приведена зависимость скорости реакции от времени для молекулярных, ионных и цепных реакций. [c.352]

    ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ОТ ПОВЕРХНОСТИ РЕАГИРУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА [c.53]

    Удобнее всего рассмотреть зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ для случая, когда все реагирующие вещества находятся в газообразном состоянии. Особенностью таких реакций является то, что химическое взаимодействие протекает во всем объеме реакционной среды. Такие реакции называются гомогенными в отличие от гетерогенных реакций, когда реагирующие вещества находятся в различных агрегатных состояниях и взаимодействие веществ происходит на поверхности одного из них. Например, реакции окисления железа, растворения цинка в кислоте, горения твердого или жидкого топлива на воздухе относятся к гетерогенным. [c.111]

    Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Зависимость скорости реакции от природы, поверхности соприкосновения и концентрации реагирующих веществ, температуры реакции и катализаторов. Закон действующих масс для скорости химической реакции. Понятие о катализе. Катализаторы и ингибиторы. [c.26]

    Зависимость скорости реакций- от природы реагирующих веществ, величины поверхности соприкосновения, концентрации, температуры и катализатора 56—59 Понятие о катализе 58—59 Обратимость химических реакций 59, 62 71, 75. [c.186]

    Разобранная зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ справедлива для газов и реакций, протекающих в растворе. Она не распространяется на реакции с участием твердых веществ, так как в этих случаях взаимодействие молекул происходит не во всем объеме реагирующих веществ, а лишь на поверхности раздела двух фаз. Поэтому скорость гетерогенной реакции зависит не только от рассмотренных нами ранее факторов, но и от величины поверхности соприкосновения между реагирующими фазами. Всякое увеличение поверхности приводит к увеличению скорости реакции. [c.74]

    Приведите пример зависимости скорости реакции от поверхности реагирующих веществ. [c.441]


    В различные периоды изучения курса химии в средней школе учащиеся знакомятся с понятием о скорости химической реакции. Нижеописанные опыты посвящены не только демонстрации зависимости ее от концентрации реагирующих веществ, но и от температуры, катализаторов, а для гетерогенных реакций и от поверхности реагирующих веществ. [c.58]

    Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующего вещества определяется порядком реакции. Для гетерогенных химических реакций, протекающих в процессе газификации твердого топлива по первому порядку, по основному газифицируемому реагенту (кислород, двуокись углерода, водяной пар), т. е. когда скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации газообразного реагента у твердой поверхности, уравнение для скорости химической реакции будет иметь следующий вид  [c.107]

    В предыдущих параграфах рассматривались реакции изотопного обмена между реагирующими веществами, равномерно распределенными в одной фазе. Изотопный обмен может происходить также и между веществами, находящимися в разных фазах. Протекание таких гетерогенных реакций изотопного обмена часто определяется не только скоростью самой обменной реакции между реагирующими веществами, но также и скоростями распределения продуктов обмена в соответствующих фазах. Например, скорость обменной реакции между твердым сульфатом свинца и водным раствором нитрата свинца, помеченного торием В(РЬ 1 ), зависит не только от скорости обмена атомов свинца на поверхности раздела, но также и от скорости, с которой торий В, осаждающийся на поверхности, внедряется в кристаллическую решетку сульфата свинца в результате процессов рекристаллизации и самодиффузии. Естественно, что такие реакции не подчиняются экспоненциальному закону обмена. Этот закон выполняется только тогда, когда изотопы в процессе реакции распределяются равномерно в каждой фазе (т. е. если скорость перемешивания изотопов внутри каждой фазы велика по сравнению со скоростью самого процесса обмена или процесса диффузии через поверхность раздела). Поскольку объемы различных фаз могут быть неодинаковыми, то экспоненциальный закон обмена в тех случаях, когда он вообще применим, лучше представить в такой форме, в которой он дает зависимость от количества реагирующих веществ, а не от их концентрации  [c.34]

    Говоря о реакционной способности органических соединений, о скорости и направлении органических химических реакций и о зависимости их от строения реагирующих веществ, нельзя не упомянуть проблему катализа — гомогенного и гетерогенного. Развитие теории катализа тесно связано, с одной стороны, с вопросами теории строения, а с другой — с учением о поверхностных явлениях — традиционной областью интересов советских физико-химиков. Мы не имеем возможности останавливаться в настоящем докладе на этих вопросах, несмотря на то, что они имеют близкое отношение к проблемам теории химического строения. Все же необходимо отметить, что изменение скорости реакции, вызываемое катализатором, тесным образом связано с теми или иными изменениями реагирующих веществ па поверхности катализатора, а эти изменения не могут не быть обусловлены их химическим строением, взаимным влиянием атомов в молекулах и природой поверхности катализатора. Отметим еще,что многие весьма важные для развития теории химического строения поло- >кения и открытия были найдены на основе изучения именно каталитических процессов, например открытие необратимого катализа Н. Д. Зелинским. [c.60]

    Опыт 360. Зависимость скорости реакции от величины поверхности реагирующих веществ. [c.234]

    Расчеты зависимости скорости электродной реакции от степени заполнения поверхности (9) реагирующим веществом, проведенные в работах [9—11], справедливы лишь при малых 0, так как в этих работах предполагалась линейная зависимость между 0 и объемной концентрацией адсорбата (с) но идеи, высказанные в этих работах, могут быть использованы и в тех случаях, когда степень заполнения поверхности реагирующим веществом достаточно велика. Однако, как впервые было указано Фрумкиным [11], при величинах 0, близких к единице, можно ожидать нарушения линейной зависимости скорости электродного процесса (i) от 0. Такое явление ( эффект больших заполнений ) было описано в работе [c.23]

    ДОЛЖНЫ встретиться В одной точке, для того чтобы произошла реакция. На поверхности катализатора зависимость скорости реакции от концентрации или давления более сложна, чем этого требует закон действия масс. Эти реакции происходят на самой поверхности катализатора, где концентрации реагирующих веществ, определяющие скорость реакции, как правило, непропорциональны их концентрациям в газовой фазе или в растворе. Если попрежнему определять порядок реакции суммой показателей т в выражении (102) закона действия масс, то этот порядок может в гетерогенных реакциях быть произвольным целым или дробным числом, включая нуль, так как концентрации с в (102) не отвечают истинным концентрациям на поверхности катализатора. [c.469]


    Аналогичные процессы происходят и с атомами хлора. Поэтому для цепных реакций характерна зависимость скорости реакции от удельной поверхности реакционного сосуда, от наличия постороннего инертного вещества и от давления или концентрации реагирующих веществ, причем реакция протекает как взрывная только по достижении определенных значений давления (так называемые критические пределы взрывных давлений). Зависимость скорости реакции от диаметра сосуда и добавки инертных газов хотя и служит признаком цепной реакции, но этот признак [c.244]

    Аналогичные процессы происходят и с атомами хлора. Поэтому для цепных реакций характерна зависимость скорости реакции от удельной поверхности реакционного сосуда, от наличия постороннего инертного вещества и от давления или концентрации реагирующих веществ, причем реакция протекает как взрывная только по достижении определенных значений давления (так называемые критические пределы взрывных давлений). Зависимость скорости реакции от диаметра сосуда и добавки инертных газов хотя и служит признаком цепной реакции, но этот признак не является необходимым. Например, в цепных реакциях, когда цепи зарождаются и гибнут на стенках, такая зависимость может и не наблюдаться. [c.210]

    Выведенные из опытных данных кинетические уравнения для контактных реакций имеют обычно более сложную форму, чем для гомогенных реакций. Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ часто выражается степенными функциями с дробными, а в отдельных случаях и отрицательными показателями. Скорости даже необратимых процессов зависят от концентраций продуктов реакции и примесей. Это объясняется тем, что контактные процессы слагаются из нескольких последовательных химических превращений, скорости которых зависят от концентраций компонентов на поверхности катализатора, находящихся в свою очередь в сложной зависимости от объемных концентраций компонентов газовой смеси. [c.57]

    Используя последнее выражение и уравнения (1,73) и (1,74), приходим к следующему выражению для зависимости скорости реакции во внутренней диффузионной области от концентраций реагирующих веществ в газовой фазе (равных концентрациям у наружной поверхности зерен катализатора)  [c.80]

    Это выражение характеризует зависимость между скоростью реакции и концентрацией реагирующих веществ и справедливо только для процессов, идущих в газообразной или жидкой фазах. Оно не распространяется на те процессы, в которых принимают участие твердые вещества, реагирующие только с поверхности. Скорость реакции между твердым веществом и газом или твердым веществом и жидкостью определяется концентрацией вещества, находящегося в газообразной или в жидкой фазе. Например, скорость реакции горения угля [c.240]

    Аналогичный вид должна иметь и зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ в газовой фазе для однородной поверхности при так называемой лангмюровской кинетике. [c.14]

    В гетерогенном катализе наблюдаемые зависимости скорости реакции от парциальных давлений и соотношения между энергиями активации и факторами частоты, повидимому, настолько сложны, что одних только кинетических измерений явно недостаточно для выяснения механизма самой реакции. Для понимания действия катализатора потребуется провести большую работу по исследованию адсорбции реагирующих веществ и структуры поверхности катализаторов. В данном обзоре будут кратко рассмотрены наиболее важные адсорбционные исследования и работы по изучению поверхности катализаторов. Полученные сведения окажутся весьма полезными при обсуждении противоречащих друг другу теоретических представлений. [c.316]

    Поэтому для цепных реакций характерна зависимость скорости реакции от диаметра или удельной поверхности реакционного сосуда, от наличия постороннего инертного вещества и от давления или концентрации реагирующих веществ. [c.479]

    Во многих случаях скорости гетерогоргных хилгнческих реакций на пористых катализаторах определяются ие кинетикой химического превращения, а скоростью иеремещения молекул реагирующих веществ из объема к поверхности гранулы катализатора и через поры катализатора к зоне реакции. В зависимости от того, какая стадия является наиболее медленной и, следовательно, определяющей, различают три основных режима. [c.272]

    Аналогичные процессы возможны и для атомов хлора. По-этому для цепных реакций характерна зависимость скорости реакции от величины удельной поверхности реакционного сосуда, от присутствия какого-либо инертного вещества и от давления или концентрации реагирующих веществ, причем реакция протекает как взрывная только по достижении определенных значений давления.. Яянигимпгть гкпрос.ти р( >яу ши пт [c.197]

    Первый вид обратной связи определяется зависимостью константы скорости реакции от степени покрытия поверхности адсорбцированными веществами. В основе механизма действия обратной связи лежит предположение о зависимости энергии активации различных стадий реакции от степени покрытия поверхности реагирующими веществами. В этом случае при изменении степени покрытия поверхности реагирующими веществами скорость реакции может изменяться в значительных пределах, являясь на одном промежутке времени больше скорости адсорбции, на другом — меньше, что и приводит к периодическому изменению концентраций реагирующих веществ на поверхности катализатора. Данный подход положен в основу описания автоколебаний в реакции окисления окиси углерода на платиновом катализаторе [132]. При этом было учтено изменение энергии активации со степенью покрытия поверхности реагирующими веществами не только стадии образования продукта реакции, но и стадий десорбции окиси углерода и адсорбции кислорода. [c.318]

    Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ. Влияние природы реагирующих частиц определяется их атомным составом, пространственным строением и молекулярными свойствами. Скорость химической реакции определяется скоростью разрыва одних и образования других химических связей. Эти превращения происходят в элементарном акте реакции. Мы знаем, что изменение длины химической связи, валентных углов и других геометрических параметров молекулы сопровождается изменением ее потенциальной энергии. Поэтому и взаимодействие частиц в элементарном акте реакции также должно характеризоваться изменением потенциальной энергии всей системы. Поскольку реагирующие молекулы обьгчно содержат много атомов, то элементарный акт химической реакции характеризуется многомерной поверхностью потенциальной энергии. На этой поверхности потенциальной энергии отражается влияние изменения каждого геометрического параметра одной молекулы на энергии ее взаимодействия с другой молекулой и наоборот. [c.189]

    Электродные процессы с участием органических соединений на металлах группы шлатины относятся к типичным электрокаталитическим процессам, которые характеризуются тем, что участвующие в них исходные вещества и (или) промежуточные и конечные продукты хемосорбируются на поверхности электрода. Поэтому природа электрода сказывается на скорости и направлении этих реакций прежде всего через зависимость от материала электрода энергий адсорбции компонентов и заполнений поверхности компонентами. В этом отношении электрокаталитиче-ские процессы сходны с обычными гетерогенными каталитическими процессами, главную роль в которых также играют адсорбционные явления и взаимодействие адсорбированных частии друг с другом. Для электрокаталитических процессов, как и для гетерогенных, характерны дробные, а иногда и отрицательные порядки реакций по реагирующим веществам. [c.268]

    В заключение надо отметить, что для кинетики топохимических процессов, лимитируемых образованием зародышей конечной твердой фазы, характерна не аррениусовская, а более резкая зависимость скорости процесса от температуры и отличная от вант-гоффовской зависимость ее от концентрации реагирующих веществ, влияющей на скорость процесса не только по механизму закона действия масс, но и через пересыщение реакций, т. е. через отклонение системы от состояния термодинамического равновесия. Общей чертой топохимических процессов, не лимитирующихся диффузией, является их автокаталитический характер и прохождение скорости процесса через максимум, а также пропорциональность скорости реакции текущей величине поверхности раздела исходной и конечной твердых фаз. [c.283]

    В случае автокаталигических реакций увеличение скорости диффузии может привести к уводу катализирующего продукта реакции от поверхности и, следовательно, к уменьшению скорости реакции. Рассмотрим простейший случай автокаталитической реакции первого порядка по образующемуся продукту. Обозначим концентрацию продукта реакции в объеме через С, у поверхности — через С". Ограничимся случаем, когда концентрации С и С" малы в сравнении с общим запасом реагирующего вещества в системе. Тогда можно считать концентрации исходных веществ постоянными и рассматривать только зависимость скорости реакции от концентрации образующегося продукта  [c.89]

    Величина энергии активации определяет не только температурную зависимость скорости реакции. Шиенением этой величины объясняется также действие катализаторов. Катализатор в общем случае вызывает снижение энергии активации и делает возможным протекание реакций, которые без катализатора практически не идут по причине высокой энергии активации. Различают гомогенный катализ, когда реагенты и катализатор находятся в одной фазе. В этом случае изменение скорости реакции объясняется наличием промежуточных реакций, при которых снижается энергетический барьер. Например, величина энергии активации разложения перекиси водорода в водном растворе достигает 18,0 ккал, в присутствии ионов йода она снижается до 13,5 ккал, а в присутствии коллоидной платины или каталазы печени соответственно до 11,7 и 7,5 ккал/моль. В случае гетерогенного катализа, когда катализатор и реагенты находятся в разных фазах, каталитическое влияние можно объяснить явлением адсорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора и изменением (уменьшением) вследствие этого величины энергии активации реагирующих молекул. Сильное влияние величины энергии активации на скорость реакции видно из таблицы. [c.200]

    Другого рода проблемы устойчивости возникают в реакторах с неподвижным слоем катализатора в связи с процессами тепло- и массопереноса от потока реагирующих веществ к поверхности частиц катализатора. Это вопросы термической устойчивости стационарного режима отдельной частицы. Мы рассмотрим только простейший случай. Предположим, что вещество А вступает в реакцию первого порядка и внутридиффузионное торможение процесса отсутствует. Тогда концентрация вещества А у активной поверхности (с) будет отличаться от его концентрации в объеме (с), и скорость реакции будет определяться квазигомогепной кинетической зависимостью (см. раздел VI.2)  [c.285]

    Формально результат воздействия обратной связи на ход каталитического процеса в математических моделях автоколебаний учитывается различными путями. В основу гетерогенно-каталитических моделей обычно полагается механизм Лэнгмюра—Хиншельвуда с учетом формального отражения а) зависимости констант скорости отдельных стадий реакции от степеней покрытия адсорбированными реагентами [93—98] б) конкуренции стадий адсорбции реагирующих веществ [99—103] в) изменения во времени поверхностной концентрации неактивной примеси или буфера [104—107] г) участия в стадии взаимодействия двух свободных мест [108] д) циклических взаимных переходов механизмов реакции [109], фазовой структуры поверхности [110] е) перегрева тонкого слоя поверхностности катализатора [100] ж) островко-вой адсорбции с образованием диссипативных структур [111, 112]. К этому следует добавить модели с учетом разветвленных поверхностных [113] гетерогенно-гомогенных цепных реакций [114, 115], а также ряд моделей, принимающих во внимание динамическое поведение реактора идеального смешения [116], процессы внешне-[117] и внутридиффузионного тепло-и массопереноса I118—120] и поверхностной диффузии реагентов [121], которые в определенных условиях могут приводить к автоколебаниям скорости реакции. [c.315]

Смотреть страницы где упоминается термин Зависимость скорости реакции от поверхности реагирующего вещества: [c.352]    [c.66]    [c.244]    [c.280]    [c.244]    [c.352]    [c.421]    [c.13]   
Смотреть главы в:

Химический демонстрационный эксперимент -> Зависимость скорости реакции от поверхности реагирующего вещества



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Реакции на поверхности

Реакция скорость, зависимость

Скорость зависимость

Скорость реакции на поверхности



© 2025 chem21.info Реклама на сайте