Динамика процессов в растворах Растворы

Преподавание химии на первом курсе занимает особое место. Здесь происходит переход от школьного к вузовскому курсу химии и создается фундамент для последующего изучения химических дисциплин. Поэтому в данной книге на базе школьного курса химии вначале рассматривается развитие химии как науки о веществах и их превращениях. Затем проводится системное обсуждение современных представлений о химической структуре, химической динамике, динамике процессов в растворах и химических процессах. [c.3]

Динамика процессов в растворах охватывает учение о растворах и сольватации ионов. Особое внимание уделено в этом разделе выявлению роли растворителя. [c.3]

ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ В РАСТВОРАХ [c.207]

Знакомство с основными методами исследования — структур-ным, термодинамическим и кинетическим, а также динамикой процессов в растворах позволяет более детально рассмотреть основные виды химических процессов. К ним следует отнести прежде всего окислительно-восстановительные, комплексообразования и кислотно-основные. [c.249]

Равновесное распределение частиц по энергиям лежит в основе равновесной кинетики. Уравнения равновесной кинетики хорошо описывают динамику процессов в растворах и в газах при относительно высоких давлениях и не слишком высоких температурах. Нарушение условий равновесной кинетики характерно для реакций в разреженных газах и при высоких температурах. Для таких условий закон [c.16]

Динамика процессов концентрирования раствора [c.160]

Таковы основные уравнения динамики процессов концентрирования растворов в ВУ, выведенные для абсолютных значений переменных величин Ь, 8 яО. Эти уравнения не учитывают динамику движения раствора и пара, что в большинстве случаев допустимо, так как изменение скорости перемещения пара и раствора между аппаратами, как правило, значительно превышает скорость роста или уменьшения концентрации сухих веществ и всей массы раствора в аппарате. [c.163]

Переход от абсолютных значений переменных параметров к их отклонениям не изменил вид всех линейных и линеаризованных уравнений, но вызвал изменения формы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих динамику процессов концентрирования растворов. [c.180]

Для того чтобы установить скорость потребления кислорода и определить величину к, следует пользоваться результатами наблюдения за динамикой процесса потребления кислорода путем постановки серийных опытов на БПК (минимум при трех сроках инкубации, из которых два берутся кратными). Если испытуемые сточные воды (или органические вещества в растворе воды) в результате биохимического процесса потребляют кислород и по характеру кривой динамики БПК выясняется логарифмический ее характер, то можно воспользоваться полученными данным,и для определения К по формуле [c.163]

Для простого случая обмена находящегося в растворе иона т на содержащийся в ионите противоион п в колонне с неподвижным фильтрующим слоем динамика процесса может быть представлена следующей системой уравнений [180, 181 ] [c.309]

Таким образом, динамика процесса абсорбции в насадочном аппарате в режиме идеального вытеснения без труда может быть описана с помощью формул, аналогичных уже полученным для противоточного теплообменника. Значительно сложнее исследовать динамику насадочного абсорбера в том случае, когда нельзя пренебречь продольным перемещиванием. При использовании одно-параметрической диффузионной модели абсорбер описывается уравнениями (1.2.30), (1.2.31) с граничными условиями (1.2.37) (считаем, что расходы по жидкости и газу постоянны). Как и раньше, будем полагать, что функция 0 (0 ) имеет линейный вид 0д = Г01. При этом функциональный оператор А, задаваемый с помощью уравнений (1.2.30), (1.2.31), граничных условий (1.2.37) и нулевых начальных условий будет линейным. Но поскольку уравнения математической модели являются уравнениями в частных производных второго порядка, исследовать этот линейный оператор очень трудно. С помощью применения преобразования Лапласа по t к уравнениям и граничным условиям можно получить выражение для передаточных функций. Однако они будут иметь столь сложный вид по переменной р, что окажутся практически бесполезными для описания динамических свойств объекта. Рассмотрим математическую модель насадочного абсорбера с учетом продольного перемешивания при некоторых упрощающих предположениях. Предположим, что целевой компонент хорошо растворяется в жидкости, и поэтому интенсивность процесса массообмена между жидкостью и газом пропорциональная концентрации целевого компонента в газе. В этих условиях можно считать 0 (0 ) 0. Физически такая ситуация реализуется, например, при хемосорбции, когда равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой фазе равна нулю. При 0а(0 ) = О уравнение (1.2.30) становится независим мым от уравнения (1.2.31), поскольку в (1.2.30) входит только функция 00 (л , t) При этом для получения решения о(а , t), системы достаточно решить одно уравнение (1.2.30) функцию QL x,t), после того как найдена функция можно найти [c.206]

Разделение обычно происходит в колонках, наполненных твердым пористым сорбентом, на который нанесена жидкая стационарная фаза. Проба паров анализируемых компонентов вводится в поток газа-носителя, который нерастворим в стационарной фазе. Во время прохождения анализируемых веществ вдоль неподвижной жидкой фазы между газовой и жидкой фазами многократно устанавливается равновесие, связанное с повторением процесса растворения и испарения. Вещества, лучше растворимые в стационарной фазе, удерживаются ею дольше. Таким образом, процесс разделения обусловлен различием в силах межмолекулярного взаимодействия анализируемых веществ с жидкой фазой. Из различных типов межмолекулярных сил наибольшее значение имеют дисперсионные ориентационные и донорно-акцепторные. Теория газо-хроматографического разделения тесно связана с теорией растворов и в настоящее время еще окончательно не разработана. Динамика поведения вещества, проходящего через колонку, обычно описывается на основе теории тарелок (по аналогии с процессом ректификации) и теории эффективной диффузии. Суть теории тарелок заключается в том, что хроматографическая колонка рассматривается как совокупность ряда последовательных небольших идеальных ступенек-тарелок, содержащих газовую и жидкую фазы. Предполагается, что в начальный момент вещество находится на первой тарелке, причем некоторая его доля q будет в газовой фазе, а доля р — в жидкой. Соотношение между q я р зависит от количества взятого вещества и константы равновесия. Входящий в колонку газ будет вытеснять находящуюся в газовой фазе долю вещества оставляя на предыдущей тарелке долю вещества р. Каждая доля вновь будет распределяться между фазами, но уже в двух [c.288]

Процесс одномерного вытеснения нефти карбонизированной водой с учетом капиллярного давления, диффузии и массообмена исследован в [43, 53]. В [30] дана динамика оторочки раствора активной примеси в условиях равновесной и неравновесной сорбции. Методы расчета движения оторочек растворов активных примесей в слоисто-неоднородных пластах с учетом межслойных перетоков развиты в [51]. На основе этих методов с привлечением экспериментальных зависимостей, полученных в [20, 28, 50], созданы численные методы расчета вытеснения нефти оторочками полимеров и ПАВ [22, 57, 65]. [c.177]

Эксперименты показали, что не только безводная конечная нефтеотдача, но и вся динамика процесса извлечения нефти существенно зависят от активности ионного обмена (рис. 14). В пластах с низкой обменной емкостью более эффективно применение полимерного раствора, приготовленного на пресной воде, — при этом нефть добывается с меньшей обводненностью. В пластах с высокой обменной емкостью предпочтительно воздействие полимерным раствором на минерализованной (пластовой) воде. [c.52]

Вся сумма задач, возникающих при решение вопроса об эффективности применения адсорбционной технологии для осуществления конкретного промышленного процесса и при проектировании адсорбционных установок, требует сведений как об адсорбционных равновесиях в заданной системе адсорбент — раствор, так и о кинетике и динамике адсорбции компонентов раствора в конкретных гидродинамических условиях проведения процесса. Однако многие данные, в том числе и параметры, наиболее важные для разработки проектного задания (а иногда и технического проекта адсорбционной установки), могут быть с достаточной точностью получены без выполнения каких-либо экспериментов — расчетным путем только на основе рассмотренных в предыдущих разделах этой книги характеристик адсорбционного равновесия — табличных значений инкрементов стандартного уменьшения дифференциальной мольной свободной энергии адсорбции из водных растворов для отдельных структурных элементов молекул и функциональных групп (in AF°) и растворимости извлекаемых продуктов (если она известна). [c.203]

Пенообразование зависит как от физико-химических свойств растворов ПАВ, так и динамики процесса, например, скорости газа, барботирующего через раствор ПАВ. Проведенными исследованиями установлено, что при малых значениях числа Рейнольдса процесс вспенивания определяется только физико-химическими свойствами раствора ПАВ, а при больших — в основном динамическими условиями, в частности, скоростью газа. [c.564]

Математические модели метасоматического преобразования пород, рассмотренные выше, развивают теорию метасоматической зональности Д. С. Коржинского (1969) на основе учета кинетики Гетерогенных реакций и существования разных типов геохимических барьеров. Из аналитических решений задачи динамики метасоматоза (полученных впервые автором) следует, что. характер развития зональности определяется типом реакции замещения. Характер границ между зонами (резкие или размытые) зависит от соотношения скоростей диффузии и фильтрации компонентов раствора и реакций замещения. Порядок химических реакций влияет лишь на распределение содержаний минералов вблизи границ зон, при этом в стадию существования стационарного фронта динамика процесса замещения не зависит от порядка необратимых реакций. [c.130]

Для нахождения закономерностей динамики рудообразования, следуя уже использованному приближению, представим идеализированный барьер в виде плоскости, перпендикулярной к направлению фильтрации раствора и перемещающейся вместе с потоком (со скоростью vскорости перемещения геохимического барьера определяется при рассмотрении динамики процесса формирования соответствующего барьера. Геохимический барьер эффективен , если равновесная концентрация рудного компонента существенно меняется при переходе через барьер [c.159]

Для определения оптимальных условий разделения алюминия и галлия экстракционным методом исследовалась статика и динамика процесса с применением в качестве экстрагентов первичных, вторичных и третичных аминов. Были опробованы сернокислые и солянокислые среды. В сернокислых средах получены отрицательные результаты. Характер поглощения галлия из солянокислых сред приблизительно одинаков для всех аминов и в основном зависит от кислотности раствора. Для сравнительной оценки различных экстрагентов определялся коэффициент распределения О. [c.112]

Экспериментальное изучение режимных характеристик МАГа позволило исследовать процесс образования аэрозоля при производительности до 400 л/мин. Кроме того, опыты показали, что некоторые из величин, входящих в безразмерный параметр, предложенный В. Ф. Дунским [88], могут быть вычислены из данных режима работы генератора и теплофизических характеристик рабочего раствора. Одновременно полученные экспериментальные данные указывают на то, что, по-видимому, наиболее существенное влияние на степень испарения оказывает не динамика процесса, а общий запас тепла газового потока. Это позволяет достаточно просто рассчитывать производительность генератора и степень испарения рабочей жидкости. Ниже излагается методика такого расчета и результаты экспериментальной проверки. [c.29]

Если в процессе цементации (при постоянном объеме электролита) концентрация вытесняемого металла резко изменяется, то одна пара поляризационных кривых может дать представление только о каком-то одном моменте процесса, но не может отразить динамику процесса. Динамику процесса нужно характеризовать большим числом поляризационных кривых, отвечающих изменяющимся концентрациям ионов в растворе и состоянию поверхности металлов во времени (рис. 14.15). На рис. 14.15,а изображен случай, когда скорость процесса ограничивается скоростью катодной реакции катодное ограничение, катодный контроль). Со временем из-за уменьшения концентрации ионов вытесняемого металла потенциал Ei восстановительной реакции смещается в отрицательную сторону, а ее поляризационная кривая располагается все более полого и переходит в область предельных токов при меньших зна- [c.376]

X р и с т е н к о Б. Н, Динамика процесса нейтрализации отработанных травильных растворов феррохромовым шлаком. В сб. научных трудов Челябинского политехнического института, вып. 29, Челябинск, 1964. [c.104]

Динамика адсорбции при впутридиффузиопном механизме массопереиоса существенно зависит от размеров зерен. В шихте, состоящей из зерен различных размеров, в фиксированный момент времени процесс поглощения будет находиться на раз- ных стадиях. Поэтому суммарная выходная кривая будет количественно отличаться от выходных кривых для моноднсперс-11ЫХ фракций. Динамика адсорбции в этом случае будет зависеть от количества зерен каждой фракции. Методика расчета динамики адсорбции из растворов неподвижным слоем поли-дисперсной шихты рассмотрена в [60]. [c.136]

Полученные данные позволили оценить глубину и динамику продвижения растворов в приствольную зону в процессе бурения при градиентах давления до 5 МПА/м для полисахаридно-калиевого и -формиатового растворов в пористой среде со средним радиусом 0.5... 1 мкм она составляет от 5 до 55 см. [c.76]

В целях изучения динамики процесса ЛМР ели обрабатывал буферными растворами при 90° С в течение 1—11 часов (рис IX f и IX 6) По истечении заданного отрезка времени полученные препараты отделяли от маточного раствора, растворяли в ДМСС и хроматографировали на сефадексе 0-75 При pH 1,3 и 2,8 соот ветственно через 1 час и 3 часа нагревания в лигнине появиласз фракция, нерастворимая в ДМСО При pH 4,15 и 9,0 даже чере [c.268]

Исходя ИЗ (2) и (3), получаем Япи = Рп51-1- т. е. до выхода раствора в фильтрат изотопное содержание фронтального элементарного слоя соответствует концентрации изотопа в элементарном объеме, выходящем из предыдущего слоя, что полностью отвечает общим представлениям о динамике процесса хроматографического разделения. [c.9]

Существенный вклад в создание теории релаксационных явлений в полимерах внес Готлиб [62, с. 263, 283], причем наибольшее развитие получили работы, посвященные динамике изолированной цепи (растворы полимеров). В отличие от работ, в которых движение кинетических единиц, содержащих полярные группы, описывается как движение невзаимодействующих диполей с несколькими дискретными положениями ориентации, в работах Готлиба учитывался кооперативный характер переориентации диполей макромолекулы, приводящий к возникновению спектра времен релаксацпи. Расчеты показали, что в гибких карбоцеппых полимерах в растворе диэлектрически активным является кооперативный вид движения, включающий согласованные поворотно-изомерные движения скелета цепи, внутреннее вращение в боковых группах п крупномасштабные низкочастотные крутильные колебания. Предполагается, что подобный механизм двин<еиия диполей имеет место ири высоких температурах в пластифицированных полимерах в условиях ослабленного межцепного взаимодействия. С использованием модели малых колебаний описан процесс установления дипольной поляризации ниже температуры стеклования, который вызван, вероятно, колебаниями дипольных групп вблизи равновесного положения при наличии диссипативных сил, приводящих к релаксационным процессам в переменных полях. Модель малых колебаний рассмотрена в работе [63]. [c.81]

II. Необратимая реакция произвольного поряд-к а. Скорости природных реакций в общем случае подчиняются сложным кинетическим закономерностям. Любой элементарный объем породы не является равнодоступным для реакционного взаимодействия с раствором. Поэтому при анализе динамики процесса необходимо вводить понятие о поверхности раздела фаз и рассматривать ее изменение в ходе гетерогенной реакции (путем введения особого граничного условия, показывающего характер взаимодействия жидкой и твердой фаз на реакционной поверхности). Вследствие недостатка количественных данных о кинетике природных реакций сначала необходимо исследовать зависимость динамики массообмена от кинетических закономерностей процесса на простейщем примере необратимых реакций произвольного порядка, в котором допускается применение аппарата формальной кинетики к метасоматическим реакциям. Рещение задачи находится путем использования уравнения (4.13) материального баланса растворенного вещества и уравнения скорости необратимой реакции в предположении, что последняя следует у-порядку по растворенному веществу [c.61]

Необходимо подчеркнуть, что высокая эффективность адсорбционных методов очистки сточных вод была достигнута только в тех случаях, когда технология разработана на базе теории адсорбции и подкреплена правильно поставленными исследова-. ниями равновесия, кинетики и динамики адсорбции компонентов раствора. При таких исследованиях нужно учитывать условия существования молекул извлекаемых веществ в водном растворе, т. е. степень ионизации, ассоциацию, присутствие других соединений в реальной многокомпонентной системе. Пренебрежение же основами теории адсорбции растворенных веществ или некритическое применение представлений адсорбции газов и паров к адсорбции растворенных веществ — наиболее распространенная причина неудачных попыток решения экологических задач при помощи адсорбционных процессов. [c.6]

Очистка растворов. Эффективность использования ионообменного динамического метода для очистки растворов обеспечивается в основном применением ионитов высокой емкости. Поскольку полная обменная емкость ионитов в динамических условиях, как известно, реализуется неполностью, при выборе оптимальных условий проведения процесса задача сводится к уменьшению разницы между полной обменной емкостью колонны и емкостью колонны до проскока ионов в фильтрат. С одной стороны, очевидно, что этого можно достичь соответствующим кинетическим режимом (малая объемная скорость течения раствора, малое зернение ионита). С другой стороны, практически не менее важно выбрать ионит, потому что при данных кинетических условиях наклон фронта иона, появляющегося в фильтрате первым, определяется в том числе и природой этого иона. Для целей очистки растворов следует поэтому выбирать иониты, характеризующиеся не только высокой обменной емкостью, но и большим значением константы обмена наименее сорбируемого иона. Качественный состав для выбора ионита не имеет значения, поскольку одна из особенностей динамики обмена смеси заключается в том, что наклон фрон та менее сорбируемого иона не зависит от свойств других компонентов смеси. Эти положения определяют целесообразность применения для цели обессоливания растворов ионитов с большим числом поперечных связей и делают нежелательным использование слабокислотных ионитов в водородной форме. [c.179]

В первых четырех опытах температура горячих газов была 500°С, а расход рабочего раствора изменялся от 195 до 320 л/мин. В этих условиях работы генератора отношение количества ДДТ к у-ГХЦГ в аэрозольных частицах, осажденных на фильтрах, было близко к отношению их в исходном растворе (т)о). Имеется тенденция к увеличению содержания у-ГХЦГ в аэрозольных частицах по сравнению с содержанием в них ДДТ (отношение содержания у-ГХЦГ к ДДТ в частицах в среднем 5,6 но всем опытам вместо 10 в исходном растворе). Однако увеличение температуры горячих газов до 550°С, т. е. всего на 50°С, при расходе рабочего раствора 200 л/мин приводит к увеличению этого отношения в 5 раз но сравнению с исходным раствором. Так еще раз подтверждается, что состав аэрозольных частиц определяется как физико-химическими характеристиками веществ (упругость насыщенных паров, термическая стойкость), так и динамикой процесса. [c.44]

Хотя В реальных технологических процессах условия использования ионообменных материалов зачастую далеки от равновесных, можно утверждать, что именно равновесные характеристики последних — селективность, максимальная емкость, набу-хаемость и т. д.— определяют, по крайней мере на первой стадии отработки процесса, выбор ионита. С другой стороны, тогда, когда для решения задач динамики используют предположения об установлении локальных равновесий ионит — раствор, соответствующие равновесные характеристики оказываются необходимыми и для количественного описания динамики ионного обмена. Таким образом, целесообразность более или менее подробного обсуждения способов описания равновесных характеристик ионитов в книге, посвященной вопросам технологии, представляется достаточно обоснованной. [c.5]

В первой части настоящей работы были рассмотрены новые возможности и приемы изучения фотосинтеза, основанные на измерении количества углерода, поступившего в лист растения и вошедшего в состав его органических веществ. Одиако интенсивность фотосинтеза и различных процессов обмена углекислоты, осуществляемых растением, можно определять и другим путем, изучая измепения концентрации и количества СО2 в воздухе или газовой смеси, окружающей лист. Этот путь, как известно, в течение многих лет использовался для определения количества поглощенной листом углекислоты из струи проходящего над ним воздуха или из воздуха замкнутой листовой камеры. В большинстве широко распространенных методов этого рода, детально описанных в нескольких сводных работах (Ничинорович, 1940 Бриллиант, 1950 Set-lik, 1954, и др.), интепсивность фотосинтеза устанавливается по разности количеств углекислоты в воздухе контрольной и листовой камер, что, конечно, связано с рядом погрешностей. Многие из перечисленных методов (например все методы, основанные на титровании растворов, поглощающих углекислоту) в целях более точного определения количества СО2, усвоенной при фотосинтезе, связаны с необходимостью продолжительной экспозиции листа в камере, что устраняет возможность изучать динамику процесса в течение коротких интервалов времени. Применение радиоактивного углерода С в качестве средства для определепия вызываемого фотосинтезом изменения концентрации и количества углекислоты в окружающей лист атмосфере позволяет устранить приведенные выше затруднения и открывает некоторые новые перспективы для исследования обмена углерода между растением и окружающей средой. [c.51]

Для определения фиброгенной активности, а также общетоксических свойств специально измельченные порошкообразные антп-оксиданты вводят в трахею белым крысам пз расчета 50 мг порошка в 1 мл физиологического раствора па одно животное. Прп этом пссле-дуют общее состояние животных, динамику их веса в течение 7—8 мес., морфологические изменения во внутреннпх органах и обращают особое внимание на патологические процессы в легких, а также определяют весовые коэффициенты внутренних органов. Для онределения сенсибилизирующей активности насыщенные растворы антиоксидантов в оливковом масле ежедневно в течение 1 мес. наносят на выстриженный участок кожи спины животного. На симметричный участок наносят в качестве контроля оливковое масло. На 31-е сутки тот же насыщенный раствор антиоксиданта наносят на выстриженный участок кожи живота. В течение 24—48 ч ведут наблюдения за реакцией восиламенепия на месте нанесения разрешающей дозы продукта. На симметричный участок кожи живота в качестве контроля наносят оливковое масло. [c.209]

Модели процессов горения и распространения идеальной пены являются основой для описания динамики процесса тущения, но должны быть дополнены условиями, характеризующими интенсивность протекания составляющих процесса разрушения пены. В общем сл) ае этими составляющими являются разрушение пен вследствие синерезиса и коалесценции пузырьков разрушение под воздействием конвективного и лучистого тепловых потоков, а также от контакта с нагретыми поверхностями элементов конструкций и горючего, в том числе и за счет специфического разрушающего действия на пену паров полярных жидкостей. Интенсивность протекания каждого из этих процессов в свою очередь зависит от времени тушения и может с)ацественно изменяться в зависимости от конкретных условий тушения, свойств раствора пенообразователя и горючего, параметров пены. Например, разрушение пены от контактного взаимодействия с нагретыми поверхностями ограждающих конструкций может играть заметную роль при объемном тушении высокократной пеной, но быть пренебрежимо мало или отсутствовать при поверхностном тушении горючих жидкостей в резервуарах или проливах на землю. Аналогично разрушение пены от контактного взаимодействия с поверхностью горючего может быть как доминирующим (при относительно высоких значениях температуры поверхностного слоя горючего или использовании пен из обычных синтетических пенообразователей для тушения по лярньЬс жидкостей класса спиртов, эфиров и кислот), так и второ степенным. То же можно сказать и о процессе разрушения пены лу чистым тепловым потоком, так как его мощность зависит от излу чательной способности факела, т.е, элементного состава горючего. его размеров, задымленности зоны горения, условий горения поглощательной способности компонентов газовой фазы пены. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология