Реакции, контролируемые массопереносом

Но согласно механизму роста, описываемому уравнениями (УН.22) и (УП.23), такие кривые соответствуют существенному контролю поверхностной реакцией. Действительно, если скорость роста контролируется массопереносом, то рост будет следовать линейному закону согласно уравнению ( 11.22) вблизи начала координат. Скорость роста может вести себя таким образом лишь в том случае, если истинная скорость поверхностной реакции сама асимптотически стремится к нулю по мере приближения к началу координат. Следовательно, в начале координат рост должен контролироваться скоростью поверхностной реакции. Имеются некоторые свидетельства того, что даже при более высоких пересыщениях диффузионное сопротивление незначительно. [c.237]

При этом скорость суммарного процесса во всех случаях контролируется наиболее медленной стадией. Практически для определения коэффициентов диффузии ионов создаются условия, при которых наиболее медленной стадией будет транспортировка вещества к электроду (или от электрода). При этом помимо коэффициента диффузии, представляется возможность находить концентрацию реагирующих частиц и число электронов, участвующих в реакции. Таким образом можно установить массоперенос вещества к электроду (или от электрода). [c.203]

На практике скорость дисперсионной полимеризации можно увеличить (за счет соответствующего выбора таких параметров, как температура реакции, концентрация реагентов) до степени, не достигаемой в условиях полимеризации в растворе или в массе, что связано с облегчением тепло- и массопереноса в перемешиваемых дисперсных системах. Более того, большая легкость удаления сопутствующих продуктов реакций поликонденсации, проводимых в тонкодиспергированной или эмульгированной фазе (например, удаление воды при образовании полиэфиров или полиамидов), допускает более быстрое превращение мономера в высокомолекулярный полимер по сравнению с обычными процессами в массе или растворе, когда диффузия к поверхности является фактором, контролирующим скорость. Например, при кинетическом исследовании полиамидирования в расплаве 11-амино-ундекановой кислоты, 75%-ную конверсию, соответствующую среднечисленной степени полимеризации, равной 4, достигали через 5 /a ч при 185 °С [110]. Раствор того же мономера в этилен-гликоле, диспергированный в алифатическом углеводороде, достигает конверсии 99% (Р =- 40) в течение 5 ч при 160—180 °С 1111). [c.219]

Кинетическая поляризация возникает при малой скорости электрохимической реакции на одном или на обоих электродах в этом случае для преодоления энергетического барьера полуреакции требуется дополнительная энергия (перенапряжение). В отличие от концентрационной поляризации в данном случае сила тока контролируется скоростью переноса электронов, а не скоростью массопереноса реагирующего вещества. [c.9]

Здесь следует отметить два важных момента. Если скорость окисления углерода контролируется скоростью процессов диффузии, то основное влияние оказывает массоперенос того элемента (углерода или кислорода), концентрация которого меньше. И второе константа скорости химической реакции окисления углерода намного больше коэффициента массопереноса, однако и она имеет конечное значение. Поэтому в процессах, скорость которых на единицу реакционной поверхности раздела велика, необходимо учитывать возможность кинетического контроля. [c.37]

Среди методов первой группы более важным является метод вращающегося дискового электрода [149]. Для определения лимитирующей стадии электрохимического процесса без сопряженных химических реакций достаточно установить зависимость плотности тока I от корня квадратного из угловой скорости вращения со. Если / пропорциональна -у/а, то лимитирующей стадией является массоперенос. Независимость г от V показывает, что электрохимический процесс контролируется только скоростью переноса заряда. Метод вращающегося дискового электрода также позволяет определять порядок электрохимической реакции, кинетику переноса заряда, значение коэффициента диффузии и т. д. [c.109]

При фиксированной температуре этого можно достигнуть, изменяя химический потенциал кислорода в системе. Трудности заключаются в том, что в подавляющем большинстве случаев химический потенциал кислорода контролируется изменением состава, а это изменение влияет не только на нестехиометрию реагентов и продукта реакции, но в ряде случаев изменяет и механизм твердофазного процесса. Более того, можно утверждать, что в любой реальной системе различные механизмы массопереноса действуют одновременно, и изменением параметров состояния можно достичь перехода от одного доминирующего механизма к другому. [c.128]

Если ферментативная реакция в поверхностных слоях частицы протекает быстрее, чем субстрат из раствора подходит к поверхности, то через непродолжительное время вокруг частицы образуется зона, обедненная субстратом. В результате наблюдаемая скорость ферментативной реакции будет определяться скоростью массопереноса субстрата к частице. В этом случае говорят, что процесс контролируется внешней диффузией. [c.101]

Если массоперенос субстрата проходит быстрее, чем идет ферментативная реакция на поверхности частицы, то может возникнуть другой тип диффузионных затруднений. А именно, если размер частицы носителя велик, а фермент очень активен (или велика его плотность внутри частицы), то практически весь субстрат израсходуется уже в приповерхностных слоях носителя, а глубинные области будут обеднены субстратом. В таком случае говорят, что процесс контролируется внутренней диффузией. [c.102]

По данным работы [231], константа скорости реакции кок-соотложения (в пристенном слое) в промышленном пирозмеевике значительно превышает коэффициент массопередачи, и, следовательно, скорость отложения кокса Гк (кг/сут) контролируется массопереносом и определяется по формуле [c.87]

Изучение механизма реакции можно начать с измерения скоростей реакций смесей различного состава при разных температурах в дифференциальном реакторе, позволяющем контролировать тепло- и массоперенос. Полезны также изотопные метки и кинетические изотопные эксперименты. Такое исследование может дать достаточно ясное представление о важнейших стадиях реакции, например может позволить определить лимитирующую стадию. Информация о лимитирующей стадии может быть полезной при попытках повысить активность селективного, но относительно мало активного катализатора. Однако глубокое понимание механизма гетерогенных каталитических реакций достигается очень редко. Но благодаря успехам последних лет в приборостроении сегодня имеется больше оснований надеяться на достижение этой цели, чем 10 лет назад. Некоторые детали механизма можно понять, если сочетать тщательные кинетические исследования с подробным описанием катализатора методами хемосорбции, температурно-программированноп десорбции (ТПД), спектроскопических исследований поверхностного слоя, которые позволяют судить и о состоянии поверхно-стп катализатора, и о промежуточных соединениях, образующихся на ней в ходе данной реакции. [c.12]

Скорость электродной реакции зависит от Влрнл по уравнению Фольмера— Батлера (ур. 7.3-57), обсужденному вьш1в. Для случая, когда перенос заряда и сопряз1 ные химические реакции протекают очень быстро, скорость электродной реакции tJ контролируется скоростью массопереноса (г>ып) [c.419]

Некоторые важные работы выполнены Ритема [9—12] и посвящены исследованию реакций в системе жидкость — жидкость. Основная мысль исследователя заключается в том, что коалесценция п диспергирование оказывают определяющее влияние на массоперенос, сопровождающийся химической реакцией, в системе жидкость — жидкость. Поэтому все реакции, кроме самых медленных, контролируются массопередачей. Ритема [9] рассматривает степень дисперсности и влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ). Результаты исследования в реакторе периодического действия представлены для системы бензол — вода перемешиваемой со скоростью 1300 об/мин. Степень дисперсности контролировали по интенсивности проходящего света. Показано, что равновесный размер капель не был достигнут в течение 6 ч. Это, очевидно, выдвигает серьезные сомнения в возможности проектирования непрерывных реакторов на основе данных, полученных в реакторе периодического действия. [c.362]

Рост кристалла из раствора включает два последовательных процесса растворенное вещество должно быть перенесено путем диффузии или конвекции к поверхности кристалла достигнув поверхности, оно должно затем путем поверхностной реакции встроиться в кристалл. Концентрация на поверхности, следовательно, лежит где-то между концентрацией в объеме и концентрацией насыщения. Если поверхностная реакция протекает быстро по сравнению с процессом массопереноса, общая скорость роста будет определяться мас- сопереносом, в этом случае говорят, что процесс контролируется диффузией. Если же скорость массопереноса относительно больше, то скорость роста определяется скоростью присоединения молекул к поверхности и процесс контролируется поверхностной реакцией. Обычно оказывается, что скорость роста кристаллов из раствора зависит от скорости перемешивания, т. е. в большинстве случаев процесс полностью или частично контролируется диффузией. В случае диффузионного контроля концентрация меняется вдоль граней кристалла, причем самая высокая концентрация — на ребрах, наиболее открытых доступу вещества, а самая низкая — в центре грани. Общая кинетика роста будет, следовательно, очень сложной. [c.38]

А1ы главным образом интересуемся процессом реакции на поверхности. Когда кристалл растет из неперемешиваемого раствора, скорость роста в большинстве случаев контролируется процессом массопереноса и Л"л(з) близко к Л л(оо)- Если же, однако, в растворе возникает турбулентность за счет перемешивания, величина коэффициента массопереноса увеличивается, и процесс в большей степени переходит под контроль поверхностной реакции. Наконец, нри очень высоких скоростях размешивания NA(s) приближается к Л л(о), и процесс при этих условиях полностью протекает под контролем поверхностной реакции. [c.233]

Скорость роста кристаллов из неперемешиваемого раствора обычно полностью или частично контролируется скоростью переноса растворенного вещества к поверхности кристалла. Если раствор перемешивается, скорость массопереноса возрастает, и иногда при высоких скоростях перемешивания диффузионное сопротивление может быть полностью снято. Этот факт подтверждается тем, что скорость роста перестает зависеть от скорости перемешивания. В таких условиях может быть определен истинный закон реакции на поверхности. Небольшое количество данных по росту при почти исключенном диффузионном сопротивлении собрано в табл. VII.5. [c.280]

Наложение разности потенциалов между электродом сравнения и индикаторным электродом приводит к росту тока, который в свою очередь зависит от концентрации анализируемых электроактивных частиц в растворе. Измеряемый ток может быть непосредственно связан со скоростью электрохимической реакции, протекающей на индикаторном электроде. Важно, однако, найти и научиться контролировать условия, от которых зависит, какая стадия лимитирует скорость всего электрохимического процесса. Скорость гетерогенного переноса электрона (i ), протекающего непосредственно на электроде, можно контролировать, изменяя приложенный потенциал в соответствии с уравнением Бутлера -Фольмера [10]. Таким образом, во многих системах можно выбрать такое значение потенциала, чтобы ток не лимитировался гетерогенным переносом электрона, даже если этот процесс необратим. При вынолне-нии этого условия скоростьопределяющей стадией может быть диффузия (массоперенос), адсорбция или химические реакции. Суммарный ток сенсора описывается следующим выражением [c.138]