Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Реакционная поверхность и ее превращения

    Для гетерогенных реакций увеличение поверхности раздела фаз при сохранении объема системы приведет как к увеличению превращения реагирующих веществ в единицу времени, так и к возрастанию скорости процесса. Поэтому для гетерогенных реакций скорость процесса целесообразно определять на единицу реакционной поверхности. Для гетерогенной реакции А->аВ можно записать следующее кинетическое уравнение  [c.91]


    В превращениях, происходящих в результате непосредственного взаимодействия между твердыми фазами, химическая реакция протекает на поверхности соприкосновения обеих фаз. Следовательно, факторы, влияющие на увеличение реакционной поверхности (измельчение твердых тел или спрессовывание раздробленных реагентов), вызывают быстрое достижение полного протекания реакции. Однако по мере прохождения реакции на поверхности соприкосновения фаз возрастает слой образующегося продукта и медленная диффузия исходного вещества через этот слой к месту реакции лимитирует скорость превращения. В этих условиях повышение степени измельчения фаз также обеспечивает ускорение превращения вследствие того, что уменьшается путь диффузии в твердой фазе. [c.244]

    Уравнение (У1П-235) определяет количество исходного вещества А, подводимого к внешней поверхности зерна в единицу времени, а уравнение ( 111-237) — количество исходного вещества А, поступающего к реакционной поверхности. Уравнение (У1П-236) выражает количество реагента А, вступающего в химическую реакцию на поверхности раздела твердых фаз исходное вещество — продукт. Решение этой системы уравнений при соответствующих граничных условиях позволяет получить зависимость, описывающую ход превращения, когда все три сопротивления соизмеримы  [c.267]

    Другим примером является гетерогенная реакция, протекающая на границе двух фаз (т. е. на поверхности катализатора). Реагенты подходят к реакционной поверхности за счет диффузии в этом случае массопередача к реакционной поверхности может значительно повлиять на общую скорость превращения. Следовательно, химиче- [c.152]

    При быстрых химических превращениях скорость электродного процесса будет зависеть лишь от скорости доставки деполяризатора к реакционной поверхности или скорости отвода от нее. Примеры таких процессов и методы расчета состава комплексных соединений в полярографии подробно рассмотрены в [43, 76, 115] для медленных и быстрых электрохимических реакций. Эти методы расчета без изменений можно перенести на метод хронопотенциометрии, по скольку потенциал в точке хронопотенциограммы, соответствующей значению I = т/4, совпадает с потенциалом полуволны [1, с. 219]. [c.85]

    Эти же результаты, но в условиях меньшего времени контакта (т=0,1—0,15 сек.), экспериментально выявлены также при использовании газовых смесей с меньшей концентрацией H2S, близкой к содержанию H2S в реальном газе, получаемом при газификации сернистых мазутов (0,5—1,0 /о H2S). Увеличение размера частиц от 0,25—0,50 до 2—3 мм не снижало степени превращения H2S, достигаемой в указанных опытах. Это объясняется наличием избытка, по сравнению со стехиометриче-ским, твердого реагента, что обеспечивало в условиях опыта необходимую реакционную поверхность. [c.151]


    В связи с этим в Институте горючих ископаемых АН СССР (автором и сотрудниками) было предпринято дальнейшее развитие этой теории, которое заключалось в разработке комплексного анализа процесса горения потока топлива с учетом движения, выгорания и других превращений реакционной поверхности частиц топлива, выделения, переноса и отвода тепла в окружающую среду. [c.11]

    Реакционная поверхность и ее превращения [c.108]

    В ходе гетерогенного процесса реакционная поверхность подвергается непрерывному изменению. Превращения реакционной поверхности происходят в связи со следующими явлениями, сопровождающими гетерогенную реакцию  [c.108]

    Наше исследование [126] показало большую роль в гетерогенных процессах превращений реакционной поверхности в единице объема слоя. В процессах горения слоя частиц угля реакционная поверхность изменяется прежде всего за счет их выгорания. Нри выгорании реакционная поверхность в единице объема слоя [c.370]

    Следует различать два типа твердофазных реакций. Реагировать могут две твердые фазы, обе меняясь. Здесь реакция протекает с поверхности каждой фазы в ее объем, реагирует смесь кристаллов, и реакция идет с поверхности кристаллической частицы в ее объем. Если реагирует одно вещество, превращаясь в другое, как, например, в некоторых реакциях разложения или полиморфных превращений, то реакция тоже протекает на поверхности зародышей образующейся фазы, но здесь зародыши новой фазы образуются в объеме первоначальной фазы. Закономерности течения этих двух типов реакций различны. Для реакций первого типа, если число зародышей постоянно, скорость реакции сначала растет, до тех пор пока зародыши не станут пересекаться, после чего реакционная поверхность начнет уменьшаться и скорость реакции падает. [c.122]

    Скорость реакций первого, второго и третьего типа можно относить соответственно к единице реакционной поверхности, к единице объема той фазы, в которой осуществляется химическое превращение, и к единице объема всей реагирующей системы. [c.103]

    Наиболее часто реакции в смесях порошкообразных веш,еств лимитируются скоростями диффузии реагентов. Если при этом один из реагентов диффундирует к реакционной поверхности через слой продукта реакции, нарастающий на твердых частицах второго реагента, то уравнения скорости процесса и степени превращения вещества имеют вид  [c.34]

    Для процессов термических превращений углеводородов, осуществляемых в промышленном масштабе, роль реакционной поверхности в большинстве случаев пренебрежимо мала вследствие низкого отношения поверхности реакционного устройства к его объему и высокого давления. Далее рассматриваются только гомогенные процессы термических превращений углеводородов. [c.49]

    Наблюдаемые в данном методе изменения полной скорости от-ражают только изменения удельной скорости реакции, так как различия в площади реакционной поверхности исключаются специальной постановкой эксперимента. Кривые степень превращения -г- время , полученные в интервале от а° до z = 1 при последовательных значениях исследуемого параметра, трансформируются друг в друга аффинным преобразованием при условии, что за начало отсчета принимается точка а°. Это обстоятельство всегда следует уточнять, поскольку согласие эксперимента с предсказанием теории в данном случае подтверждает справедливость предположения о том, что при а > а° процессами зародышеобразования можно пренебречь. [c.172]

    ДОЙ фазой и продуктом реакции. Если удельная скорость реакции (на единицу площади поверхности) при постоянных температуре и давлении постоянна, то полная скорость превращения определяется эффективной геометрической величиной реакционной поверхности раздела (гл. 4). [c.191]

    Однородной областью протекания реакции в данном случае является поверхность твердого реагента вне зависимости от ее формы. Именно формой реакционной поверхности определяется вид уравнения скорости. Если, например, образец состоит из кубических частиц, то закон сжимающейся сферы будет по-прежнему применим. Для плоских или игольчатых частиц соотношение между текущей поверхностью реагента и степенью превращения а сохраняется, однако форма выражений для скорости реакции отличается от закона сжимающейся сферы [32, 36, 37]. Но во всех случаях [c.221]

    Вполне возможно также, что иногда слой X, рассмотренный на стр. 285, может достигать значительных размеров, прежде чем возникающие в нем напряжения приведут к его разрыву с последующим превращением в новую фазу по механизму гомогенного пред-зародышеобразования (стр. 181). В связи с этим предполагается [34], что эти мелкие кристаллы после их отслаивания от реакционной поверхности раздела теряют свою способность к дальнейшему росту. [c.289]


    Вторая стадия процесса растворения или цементации состоит из совокупности собственно химических актов на поверхности твердой фазы. К ним могут быть отнесены адсорбция ионов или молекул на реакционной поверхности, разряд и образование ионов и молекул в результате химического или электрохимического взаимодействия, кристаллохимические превращения в твердой фазе и образование новой твердой фазы и, наконец, десорбция продуктов реакции. [c.12]

    В действительности гетерогенная реакция сложнее. Из наблюдений по образованию новой фазы при кристаллизации или конденсации, как и по разложению кристаллических солей, можно представить себе, что даже в простейшем случае превращение твердого вещества осуществляется в несколько стадий, связанных с образованием и ростом зародышей на поверхности твердого вещества в результате создается реакционная поверхность раздела, постепенно углубляющаяся в образец. Эти этапы имеют различный [c.7]

    Следовательно, гетерогенные реакции характеризуются как процессом химического превращения, происходящего в пределах реакционной зоны или на реакционной поверхности раздела, если последняя существует, так и различными процессами переноса вещества, необходимыми для восполнения расхода реагирующих частиц и для удаления продуктов. Это свойственно всем гетерогенным реакциям в широком смысле этого слова, т. е. всем реакциям, в которых существует различие между разными частями реакционной системы. [c.18]

    За исключением некоторых аллотропных и полиморфных переходов, реакционная поверхность раздела может образоваться только на поверхности твердого тела. Если поверхность исходного твердого вещества достаточно активна, то можно сразу отождествить поверхность раздела с поверхностью вещества. В этом случае образование поверхности раздела не окажет никакого влияния на ход процесса превращения. Протекание реакции будет определяться только процессом продвижения поверхности раздела. [c.39]

    Вероятно, полезно рассмотреть некоторые уравнения, позволяющие описать продвижение реакционной поверхности раздела в предположении, что реакция проходит в результате превращения поверхностного комплекса, образовавшегося при химической или физической адсорбции жидкого или газообразного реагента на твердом веществе. [c.68]

    Обозначим через Sis площадь реакционной поверхности раздела, отнесенную к единице массы исходного реагента. Величина этой площади зависит, естественно, от степени превращения твердого вещества. Для общности рассуждений можно учесть изменение этой площади в зависимости от экспериментальных условий, в которых находится реагент в точке с координатой z  [c.89]

    С общей точки зрения гетерогенное превращение включает в себя три группы процессов. Во-первых, молекулы жидкости или газа покидают свою фазу, чтобы подойти к реакционной новерхности раздела. Далее они участвуют в различных физико-химических процессах, в результате которых случайно адсорбируются на реакционной поверхности раздела, вступают в химические реакции и затем десорбируются в виде жидких или газообразных продуктов. Наконец, жидкие или газообразные продукты, покидая реакционную поверхность раздела, накапливаются в объеме соответствующей фазы. [c.122]

    Представленные резу.пьтаты получены на образцах окиси никеля, имеющих форму цилиндрических таблеток, высота и диаметр которых равны 3 мм (образец El). Образцы были предварительно подвергнуты восстановлению на 23%. Порядок опытов соответствует нумерации кривых. Дополнительное превращение реагента в этих опытах составляет приблизительно 12%. Небольшая степень превращения позволяет пренебречь изменениями величины реакционной поверхности раздела. Это следует также из совпадения кривых 1 и 7, с одной стороны, и кривых 2 и в — с другой. [c.164]

    Метод состоит в проведении серии измерений в варьируемых экспериментальных условиях при незначительном изменении площади реакционной поверхности раздела. Это условие можно удовлетворить, используя достаточно большое количество реагента, чтобы суммарная степень превращения твердого вещества оставалась низкой. В этом случае можно говорить о существовании определенного эффекта вырождения для изменения реакционной [c.209]

    Рис. 7.6 схематически иллюстрирует условия проведения эксперимента. Сначала реакцию проводят частично в экспериментальных условиях 1 до достижения такой степени превращения (обычно 20 или 30%), для которой скорость реакции заметно приближается к максимальной (рис. 7.6, а). Затем проводят всю серию измерений в варьируемых условиях 2, 3 и т. д. (рис. 7.6, б и 7.6, в), предполагая, что при этом не происходит значительного превращения реагента, которое могло бы привести к сильному изменению площади реакционной поверхности раздела. Практически степень превращения 10 или 20% достаточна для всех измерений. Проведя реакцию полностью в условиях 1, можно убедиться, что изменение скорости для такого превращения пренебрежимо мало (рис. 7.6, а пунктирная часть кривой). [c.209]

    Метод выделения посредством вырождения должен, по-видимому, давать удовлетворительные результаты в большинстве случаев, так как осложнения, которые могли быть вызваны зародышеобразованием после достижения степени превращения 20 или 30%, как правило, малы. Если провести в конце серии один эксперимент в условиях 1, то можно убедиться, что никакая случайная причина (замедление зародышеобразования, отравление новерхности) не нарушила хода процесса в конце эксперимента должно быть то же значение скорости, что и в начале его. Полезно также проверить отсутствие памяти у реакционной поверхности раздела, что выражается во влиянии экспериментальных условий в I — 1 опыте на скорость реакции в последующем -м опыте. [c.209]

    Действительно, иногда оказывается возможным создать с помощьк> подходящего метода обработки определенное и воспроизводимое числО зародышей в начальный момент времени. Поскольку развитие реакционной поверхности раздела как функция степени превращения строго определяется числом и положением создаваемых зародышей, изменения наблю- [c.216]

    В частности, можно использовать методы выделения посредством вырождения или методы, в которых применяется сравнение с измерением, проводимым в стандартных условиях. Учитывая особенности изучаемого здесь класса реакций, можно ограничиться этими методами. Возникающая вначале реакционная поверхность раздела имеет фактически одну и ту же форму при любых экспериментальных условиях и развивается аналогично. Следовательно, при достижении данной степени превращения твердого реагента площадь поверхности одна и та же. Суммарная скорость процесса пропорциональна скорости реакции на поверхности раздела в условиях эксперимента. Как следствие этого, полное кинетическое исследование можно провести путем сравнения между собой скоростей, полученных для данной степени превращения. Можно также использовать величины, обратные временам, необходимым для получения данной степени превращения твердого вещества. [c.224]

    Исследование зависимости удельной скорости реакции на поверхности раздела от экспериментальных параметров осуществляется просто благодаря тому, что процессы, связанные с образованием фронта реакции, оказывают лишь незначительное влияние на ход реакции. Если принять, что скорости роста различных частей реакционной зоны остаются пропорциональными друг другу при любых экспериментальных условиях, то оказывается, что реакционная поверхность раздела обязательно сохраняет одну и ту же форму и протяженность при всех степенях превращения твердого реагента. Следовательно, реакция протекает одинаково во всех точках реакционной поверхности раздела, а общая скорость, наиболее доступная экспериментальному измерению, сохраняется пропорциональной скорости реакции на поверхности раздела при всех степенях превращения. [c.255]

    В приведенных ниже расчетах дается по возможности более точное описание наиболее простых процессов, т. е. преимущественно аллотропных и полиморфных переходов, а также переходов второго рода. При современном состоянии знаний невозможно точно учесть особенности более сложных фазовых превращений. Аллотропные и полиморфные переходы, а также фазовые переходы второго рода — почти идеальные примеры реакций, когда именно скорость реакции на поверхности раздела определяет скорость превращения, инициированного возникновением зародышей. В этом случае реакционной поверхностью раздела является поверхность, разделяющая две разновидности вещества все перегруппировки связей происходят на этом уровне. Для объяснения реакций нет необходимости привлекать диффузионные процессы, так как перемещение поверхности раздела не связано с переносом вещества. Теоретически перемещение поверхности происходит с постоянной скоростью при фиксированных экспериментальных условиях. [c.278]

    Ввиду сходства процессов так же обстоит дело и для мгновенного зародышеобразования. Рассмотрение кривой s(i> =100 (рис. 11.11) подтверждает эти соображения на одном частном примере. Оказывается, что только начиная с глубины протекания реакции 0,85 площадь реакционной поверхности раздела достигает значения, соответствующего случаю начала реакции по всей поверхности на этой же глубине протекания реакции. При этом остается расхождение около 5% за счет ошибки, возникающей при использовании формулы (11.33) для описания последних 15% превращения. Таким образом, область применимости этой формулы довольно ограниченна. Кроме того, последние стадии реакции нередко сопровождаются множеством побочных явлений. Это дополнительно снижает ценность практического использования формулы (11.33) для описания конечного периода реакции. [c.334]

    Авторы приходят к выводу, что реакция крекинга бензола на кварце имеет гетерогенный характер. Однако, вывод этот основан главным обра.зом на форме уравнения, выражающего эту реакцию. Другие экспериментальные данные не могли полностью подтвердить этот вывод. Так, при увеличении реакционной поверхности скорость крекинга несколько увеличивалась, одиако далеко не пропорционально увеличению поверхности. Авторы не смогли найти объяснения этому явлению. Следует отметить, что стальные стружки значительно сильнее ускоряли реакцию, чем осколки кварца. Энергия активации крекинга бензола на кварце, вычисленная на основании изменения скорости реакции с повышением температуры, оказалась равной 50 ООО кал. Константа скорости крекинга бензола нри С, вычисленная по урав- 1ению для мономолекулярной реакции при глубине превращения 10—11%, найдена равной 0,0734 (в секунду). [c.183]

    По вопросу о влиянии реакционной поверхности на суммарное превращение метана данные различных исследований сильно расходятся. Так, согласно [4, 8, 75—77] пиролиз метана в трубчатом проточном реакторе является чисто гомогенным проиессом. Согласно [2, 12, 22, 46, 77], процесс имеет хорошо выраженный гетерогенный характер или же заметную гетерогенность [28, 33—36, 67, 78]. При этом, по одним данным [4, 10, 75, 76], отношение 5/1/ реакционной зоны не влияет на скорость пиролиза СН4, по другим же [36, 46, 70], — влияет. В работах П. А. Теснера с сотр. [46] найдено, что пиролиз СН4 на сильно дисперсных поверхностях (саже) (с большим отношением 5/К) может иметь строго гетерогенный характер. [c.221]

    В указанной постановке задачи о гетерогенном процессе в слое истглючаются следующие ошибки пренебре/кение коиечтюй величиной скорости реакции (в основных уравнениях и в решении) [321] перенос зависимостей, полученных в области теплообмена, неверных здесь даже для предельного случая, поскольку имеют место иные физические граничные условия [363] принятие констант скоростей процесса в виде постоянных коэффициентов [403, 404, 405] и отсутствие учета превращений реакционной поверхности в слое. [c.365]

    Кроме того, более глубокому физико-химическому изменению первичных продуктов способствует их неустойчивый характер в момент образования и большая активность поверхности твердой фазы. Исследования микроструктуры полукокса и кокса показывают, что поверхностная зона по своей микроструктуре отличается от остальной части зерна. Глубина превращения продуктов полукоксования в межкусковом пространстве в значительной степени зависит от высоты слоя и размера частиц топлива. Чем больше высота слоя и чем меньше размер частгщ топлива, тем глубже идет процесс вторичных превращений, так как с увеличением слоя топлива з величивается время контакта парогазовых продуктов с реакционной поверхностью кусков топлива. [c.23]

    Особенно благоприятные условия для развития реакционной поверхности раздела возникают вблизи фазовых переходов, когда природа дефектности кристаллов носит ярко выраженный флуктуа-ционный характер. Предпереходные явления проявляются вблизи фазовых переходов, характеризующихся незначительными тепловыми эффектами (паракристаллы, жидкие кристаллы). Этим и объясняются высокие скорости превращения в подобных системах. [c.122]

    Кинетику реакции регистрировали по изменению веса порошкообразного или монокристаллического образца. Образец находился в лодочке, прикрепленной к пружине кварцевых весов. Для инициирования реакции, а точнее для создания непрерывной реакционной поверхности раздела на поверхности зерна, во всех случаях осуществляли предварительное превращение образцов на 10% в вакууме. Только после этого реакция происходила в атмосфере паров воды при раз.1шчных давлениях, которые поддерживали постоянными. [c.73]

Смотреть страницы где упоминается термин Реакционная поверхность и ее превращения: [c.87]    [c.70]    [c.113]    [c.217]    [c.474]    [c.155]    [c.228]    [c.34]    [c.209]   
Смотреть главы в:

Основы теории горения и газификации твёрдого топлива -> Реакционная поверхность и ее превращения



ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте