Диффузия исходных и образующихся веществ

Растворение линейных аморфных полимеров в отличие от низкомолекулярных веществ начинается с набухания [76]. Молекулы растворителя проникают в полимерную структуру посредством диффузии и образуют набухший поверхностный слой между растворителем и исходным полимером. В случае позитивных резистов достигается минимальная деформация рельефа из-за слабого набухания области, соседней с экспонированной, которая удаляется растворителем. В случае негативных резистов желательно минимальное набухание облученных областей при экстракции растворимой фракции (золя) полимера из структурированной нерастворимой фракции (геля). В результате набухания и увеличения объема полимера происходит распрямление макромолекул и диффузия сольватированных полимерных клубков в растворитель. Скорость набухания и растворения уменьшается с ростом ММ полимера. Коэффициент диффузии оказывает влияние на кинетику растворения, а термодинамический параметр растворимости — на толщину набухшего слоя [77]. Скорость растворения и степень набухания определяются концентрационной зависимостью коэффициента диффузии растворителя в полимер [78]. Факторы, определяющие подвижность растворителя в полимерной матрице (тактичность, и характер термообработки полимера, размер молекул растворителя), влияют на растворимость полимера нередко больше, чем его ММ [79]. [c.50]

Основой процесса горения топлива в камерной топке являются химические реакции его горючих элементов с кислородом, причем эти реакции протекают в потоке и в сложных условиях в сочетании с рядом физических процессов, накладывающихся на основной химический процесс. Такими процессами являются движение подаваемых в топочную камеру составляющих горючую смесь газовых и твердых или жидких диопергир ованных веществ в системе струй и потоков в ограниченном Пространстве топочной камеры с развитием вторичных, в том числе и вихревых, течений, в совокупности образующих сложную структуру аэродинамики топки конвективный перенос, турбулентная и молекулярная диффузия исходных веществ и продуктов реакции в газовом потоке, а при сжигаиии твердых и жидких топлив также перенос газовых реагентов к диспергированным частицам передача тепла, выделяющегося в ходе химических реакций, в газовом потоке и от газовой среды к экранным поверхностям, размещаемым в топочной камере. [c.4]

Кинетика химической реакции лимитируется ее диффузионными стадиями. Для простоты рассмотрим в качестве лимитирующей стадии диффузию исходного газообразного вещества к активной поверхности взаимодействия. Кроме того, не будем различать внешнюю и внутреннюю диффузии. Таким образом, объединим внешне- и внутридиффузионную области протекания реакции. [c.94]

В ряде процессов горения, прежде всего для смесей углеродсодержащих веществ при большом избытке горючего, температура продуктов адиабатической реакции может быть больше термодинамически равновесной. Это обусловлено торможением эндотермических реакций в пламени и в связи с этим дополнительным по сравнению с состоянием равновесия тепловыделением. Сверх-рав новесные температуры в пламени возможны также при горении некоторых бедных (по горючему) смесей водорода. При их поджигании образуются небольшие пламенные шарики и зона реакции обогащается недостающим горючим вследствие особенностей его диффузии. Соседние слои исходной смеси обедняются горючим и вовсе не горят. [c.15]

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]

Следует также отметить, что поскольку в ходе кристаллизации при разных температурах из расплава выпадают кристаллы твердого раствора разного состава (например, при / состава с, при t2 состава С1 и т. д.), может создаться впечатление, что полностью затвердевший расплав должен представлять собой смесь кристаллов твердого раствора разного состава. Однако при равновесных условиях (а диаграммы состояния выражают только равновесные состояния вещества) этого не произойдет. Окончательно затвердевший расплав будет состоять только из одних однородных кристаллов твердого раствора состава С2, совпадающего с составом исходного расплава. Это произойдет именно потому, что точки кривой солидуса выражают такое состояние системы, когда равновесие уже установилось, а это предполагает, что процесс диффузии прошел до конца. Поскольку на кривой солидуса данной температуре соответствует в равновесных условиях только один какой-то определенный состав твердого раствора, ранее выпавшие кристаллы другого состава должны исчезнуть в результате диффузии произойдет перераспределение вещества между жидкостью и ранее выпавшими кристаллами и образуются только кристаллы состава, определяемого соответствующей температурой. Поскольку процесс диффузии протекает сравнительно медленно, в реальных условиях при достаточно быстром охлаждении он не всегда успевает пройти до конца. Поэтому в природе [c.231]

Всякий процесс горения и газификации связан с глубоким превращением вещества, изменением его свойств и в основе своей является поэтому химическим процессом. Однако химические превращения протекают не обособленно от реальной физической обстановки и сопровождаются рядом физических явлений диффузией исходных веществ и продуктов реакций, передачей тепла, движением газов и др. Таким образом, процессы горения и газификации являются сложными физико-химическими процессами в которых сочетаются взаимосвязанные химические реакции и различные физические процессы. Очень часто горение или газификация в целом определяются не скоростью химических реакций, а скоростью протекания чисто физических процессов. Например, при высоких температурах скорость горения углерода определяется скоростью подвода кислорода к поверхности углерода и скоростью отвода газообразных продуктов реакции. [c.5]

Диффузия исходных и образующихся веществ [c.208]

Случай б. Скорость диффузии в исходной твердой фазе мала по сравнению со скоростью переноса. Основная часть исходного продукта — вещество А — образует с газовой фазой равновесную систему. В процессе транспорта А высвобождающаяся примесь А полностью переходит по реакции (68) в газовую фазу. [c.87]

Этот вопрос будет рассмотрен на примере лишь тех металлов, на поверхности которых образуется толстый компактный слой окисла. При этих условиях скорость реакции будет зависеть от скорости диффузии исходных веществ сквозь слой окисла. Поскольку слой является компактным, допускают, что по трещинам или границам между зернами диффузия не происходит и сквозь слой окисла диффундируют только катионы и анионы. Для толстых слоев концентрация реагентов на обеих границах не зависит от времени, и термодинамическое равновесие на соответствующих поверхностях раздела можно считать практически установившимся. В этом случае [c.95]

При гетерогенном катализе, когда в качестве катализатора действует твердое вещество, промежуточные продукты образуются при хемосорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора. Здесь к химико-кинетическим процессам прибавляются транспортные диффузия исходных веществ к поверхности катализатора и продуктов реакции от катализатора. Это нередко приводит к очень сложным соотношениям. Примеры гетерогенных каталитических реакций можно найти в разд. Г,4.5.2 и Г,6.3.2. Процессы переноса играют роль и в катализе с переносом фаз, описанном в разд. Г,2.4.2. [c.206]

По-видимому, вблизи от поверхности (0<Х<Х1) существует первая область, где происходит только диффузия ионов агрессивного вещества. На расстоянии Х эти ионы встречают ионы растворенного вещества, т. е. здесь начинается вторая область. Граница этой области х = 2) будет проходить там, где полностью прореагировали агрессивные оны, которые нейтрализовались ионами растворенного вещества. Таким образом, во второй области (Х1<Х<Х2) одновременно с процессами диффузии исходных и агрессивных веществ протекает и химический процесс их нейтрализации. [c.7]

Исходные сплавы получают чаще всего пирометаллургическими способами — сплавлением компонентов илп алюмотермией. В последнее время используют методы порошкообразной металлургии — спекание предварительно спрессованных смесей никелевых и алюминиевых порошков в восстановительной или инертной атмосфере при 660—700 °С. Реакции между двумя твердыми телами с образованием новой твердой фазы включают процесс диффузии, поскольку реагирующие вещества разделяются образующимся продуктом реакции [180]. Реагирующие вещества сохраняют постоянную активность с обеих сторон реакционной поверхности раздела фаз, в связи с чем скорость переноса материала определяется скоростью [c.184]

В промышленности используют два типа скелетных никелевых катализаторов — катализатор Бага [193] и никель Ренея [194]. Оба получают из сплава N1 с А1, однако, если никель Ренея представляет собой мелкодисперсный порошок, состоящий из чистого никеля, то катализатор Бага — кусочки никель-алюминиевого сплава (65—75% N1 и 35—25% А1). Исходные сплавы получают чаще всего пирометаллургическими способами — сплавлением компонентов или алюмотермией. В последнее время используют методы порошкообразной металлургии — спекание предварительно спрессованных смесей никелевых и алюминиевых порошков в восстановительной или инертной атмосфере при 660—700 °С. Реакции между двумя твердыми телами с образованием новой твердой фазы включают процесс диффузии, поскольку реагирующие вещества разделяются образующимся продуктом реакции [174]. Реагирующие вещества сохраняют постоянную активность с обеих сторон реакционной поверхности раздела фаз, в связи с чем скорость переноса материала определяется скоростью нарастания толщины диффузионного слоя продукта и выражается формулой [c.166]

Еще более сложно протекает диффузия, если диффундирующая соль под влиянием растворителя (воды) подвержена гидролитическому расщеплению, продукты которого обладают другими коэффициентами диффузии по сравнению с исходной солью. Наконец, особый интерес представляет диффузия, когда растворенное вещество из раствора диффундирует в студень, пропитанный другим веществом, с которым первое вещество вступает в тесное химическое взаимодействие, и особенно когда в результате этого взаимодействия образуется нерастворимый или трудно растворимый продукт. Из ряда своеобразных явлений, которые сопровождают подобного рода диффузию, мы остановимся лишь на наиболее оригинальном из них, получившем название ритмических реакций. [c.238]

Затруднения, к которым могли бы привести изменения в вязкости водной и липидной фаз клетки, связаны с тем, что при увеличении вязкости уменьшается скорость диффузии. Таким образом, если скорость какой-то реакции лимитируется диффузней исходных веществ к поверхности фермента, мы могли бы ожидать замедления этой реакции при повышенном давлении. Например, бимолекулярные терминальные реакции между рас- [c.329]

Образование полиамидоарилатов межфазной поликонденсацией — сложный процесс, который зависит от ряда химических и физических факторов, таких, как реакционная способность исходных веществ, большая или меньшая способность к гидролизу хлорангидридов дикарбоновых кислот, скорость диффузии исходных веществ в зону реакции, растворимость образующегося полимера и многих других, которые в конечном итоге определяют активность исходных веществ при образовании полиамидоарилата. [c.120]

Водяной пар действует на поверхность, а не на всю массу вещества первичных частиц. Поэтому он не может ускорить термическую диффузию в объеме частиц геля, которая определяется лишь температурой паровой обработки, В то же время при действии пара уменьшение поверхности ускоряется, поскольку облегчается перенос вещества путем поверхностной диффузии или путем испарения вещества геля в одном месте и конденсации его в другом. По поверхностно-диффузионному механизму спекание катализатора происходит следующим образом (рис. 25,6). Вещество меньшей из двух соприкасающихся первичных частиц движется по ее поверхности к месту контакта обеих частиц и переходит на большую первичную частицу. В результате этого меньшая частица в конце концов исчезает, а более крупная частица растет. Крупные термодинамически более стабильные частицы поедают мелкие. В случае движения вещества по поверхности исходное взаимное расположение первичных частиц сохраняется, т. е. упорядочения упаковки геля не происходит. Поэтому внешние геометрические размеры шарика катализатора не изменяются. Удельный объем пор катализатора также должен оставаться постоянным, так как независимо от размера первичных частиц общий объем материала шариков катализатора остается прежним. В результате уменьшения общего числа первичных единиц и увеличения их среднего размера уменьшается поверхность единицы массы мате- [c.55]

Факты, однако, показывают, что все происходящие в природе процессы отличаются определенной направленностью они совершаются сами собой только в одном направлении, хотя первый закон не запрещает их протекания в обратном направлении. Например, в нагретом с одного конца металлическом стержне происходит выравнивание температуры и установление теплового равновесия. Чтобы понять общность этого закона, достаточно вспомнить о таких процессах, как взрывы, взаимная диффузия двух газов или жидкостей с образованием раствора. После окончания таких процессов изолированная система уже не может сама вернуться в какое-либо из своих предыдущих состояний. Образовавшийся раствор не может сам разделиться на составляющие его компоненты, а продукты взрыва сами по себе не могут вновь образовать исходных веществ. Все реальные процессы имеют тенденцию достигать конечные состояния, которые называются р а в н о в е с н ы м и. [c.28]

Для синтеза используют чистые вещества, так как все П римеси из исходных веществ переходят в карбиды. Наиболее пригодны металлы, полученные восстановлением оксидов водородом. Скорость реакции определяется главным об разом степенью измельчения исходных веществ, так как взаимодействие идет за счет взаимной диффузии веществ, главным образом углерода. Металлы и неметаллы должны быть в виде тонких порошков. Хрупкие металлы можно измельчить в ступке из закаленной стали. Мягкие или вязкие металлы, не измельченные в ступке (литий, кальций и т. д.), следует нарезать мелкими кусочками (не более 1—0,5 мм). Чтобы предупредить окисление металлов, эту операцию лучше Проводить в бензоле, керосине и т. д. или в инертной сухой атмосфере в специальном боксе. Инертным газом может быть азот, аргон, оксид углерода (IV). [c.52]

Диффузия реагентов, таким образом, играет важную роль в гетерогенных процессах. Диффузия — движение частиц среды. (молекул, атомов, ионов, коллоидных частиц и т. п.), приводящее к переносу вещества и выравниванию концентраций (вернее, активностей) частиц данного сорта в рассматриваемой системе. Тем самым движущей силой диффузии служит разность активностей компонентов системы в разных ее частях. В результате гетерогенной реакции, протекающей в некотором месте реакционной среды, активности исходных компонентов-реагентов здесь уменьшаются, чем и вызывается направленный поток вещества в зону реакции. Одновременно происходит противоположный процесс удаления продуктов реакции из зоны взаимодействия. Оба эти потока осуществляются диффузионным путем. [c.227]

Если при выбранном потенциале определяемое вещество восстанавливается, а титрант окисляется, то ток после точки эквивалентности изменит свое направление. При этом кривая титрования пересечет ось абсцисс и таким образом обозначит положение точки эквивалентности. Различные наклоны участков кривой обусловлены различиями в коэффициентах диффузии реагирующих веществ (рис. 14.3, г). Если восстанавливаются (или окисляются) оба исходных компонента реакции, то кривая титрования имеет V-образную форму (рис. 14.3, д). [c.509]

Так, детальное изучение межфазной поликонденсацни дихлораигидридов изофталевой, терефталевой, себациновой, адипиновой кислот, бис(и-карбокси)-фенилметилфосфиноксида с 4,4 -дигидроксидифенил-2,2-пропаном, 3,3 -диаллил-4,4 -дигидроксидифенил-2,2-пропаном, резорцином и гексаметилендиамином, лс-фе-нилендиамином, пиперазином показало, что это весьма сложный процесс. На его протекание оказывают влияние как химические, так и физические факторы, такие, как реакционная способность исходных веществ, большая или меньшая склонность к гидролизу хлорангидридов дикарбоновых кислот, скорость диффузии исходных веществ в зону реакции, растворимость образующегося полимера и многие другие, которые в конечном итоге определяют активность исходных веществ при образовании полиамидоарилата [299-305]. [c.73]

Из данной формулы следует, что образующиеся кристаллы будут располагаться ближе к тому из реагентов, коэффициент диффузии которого меньше (при близости их растворимостей), а при близости коэффициентов диффузии — ближе к тому реагенту, растворимость которого меньше. Поэтому, если в качестве исходных взять вещества с резко различающимися растворимостями, то но-вообразовавшееся вещество может давать кристаллы прямо на поверхности исходного, менее растворимого вещества. Так, при реакции между цинком и уксуснокислым свинцом кристаллы свинца растут на поверхности цинка. Мы упомянули соотношение растворимостей в качестве решающего фактора для оценки места встречи диффундирующих веществ потому, что различия между коэффициентами диффузии различных веществ, в общем, лежат в пределах одного порядка, тогда как растворимости могут различаться очень значительно. [c.92]

Предполагается, что Со и Со вблизи поверхности катализатора такие же, как и в любой точке газового объема. Перераспределение всщсстп у поверхности кпнтякта происходит за счет диффузии молекул исходных и образующихся веществ сквозь приповерхностный слой реагирующих молекул. [c.210]

Реакция протекает на границе между этими двумя веществами, и новая фаза образуется в местах соприкосновения отдельных крупинок. Скорость дальнейшего взаимодействия будет определяться скоростью диффузии исходных веществ через новую фазу. Главными факторами, определяющими скорость процесса в целом, явля- [c.114]

Для всех медленно протекающих реакций неравновесной поликонденсации правило неэквивалентности функциональных групп сохраняет полностью свое значение и проявляется в полной мере. В тех же реакциях неравновесной поликондепсации, которые отличаются высокой скоростью, образованием пленок и твердых частиц на поверхности раздела, влияние соотношения исходных веществ проявляется иногда своеобразно. Это зависит от влияния кинетических и диффузионных факторов связано с различными побочными реакциями в процессе диффузии через поверхность раздела, протекающими с разной скоростью. Существенное значение при этом имеет концентрация реагирующих веществ и их химическая активность. Поэтому возможтю, что и при эквивалентном соотношении исходных веществ в реаищониой массе, в тех местах, где происходит реакция неравновесной поликоиденсации и образуется полимер, соотношение исходных веществ может нарушаться. В частности, это имеет место при гидролизе исходных веществ, который может произойти во время диффузии мономера в реакционную зону. Различная скорость диффузии исходных веществ к месту реакции может вызывать изменение концентрации одного из реагентов в большей мере, чем другого, и т. д. [c.44]

Величина я зависит от константы скорости реакции к и коэффициента диффузии В ф. Если к мало, то и х будет мало. Таким образом, для медленной реакции мы не сталкиваемся со значительным уменьшением концентрации исходного вещества в зерне, т. е. С (г) Сд = onst, и расчет количества вещества, превращенного в зерне за единицу времени, можно производить по соотношению [c.277]

До тех пор пока на фазовой границе не образуется насыщенного раствора продуктов реакции (непосредственно вблизи поверхности электрода преобладают процессы диффузии), отвод продуктов реакции точно соответствует подводу исходных веществ, т. е. не является скоростьоцределяющей стадией. Скоростьопределяющая стадия вызывает наибольшее отклонение от равновесия. Иногда обе стадии могут лимитировать проте- [c.334]

Таким образом, нестационарный характер диффузии, например на капельном электроде, обусловливает зависимость адсорбированного количества реагентов от времени и предопределяет связь шроцессов адсорбции и диффузии, уравнивающих противоположно направленные потоки реагента и продукта на границе раздела. Таким образом, при протекании реакции (А) в нестационарных условиях на капельном ртутном электроде в общем случае реагирующее вещество расходуется тремя различными путями в процессе диффузии в объем раствора в виде продукта К и в процессах адсорбции в виде исходного вещества О и продукта К. Естественно, что появление новых способов расхода вещества изменяет концентрации компонентов реакции у поверхности электрода, и, следовательно, вызывает изменение высоты обратимой полярографической волны или даже ее исчезновение, если концентрация одного из компонентов у поверхности электрода при всех потенциалах равна улю (например, когда продукт реакции, адсорбируясь, вообще не отводится в объем раствора).-Кроме того, участие в электродном процессе специфически аД сорбированных частиц (реагента или продукта) заметно изме- [c.125]

Создание нового производства или процесса получения нового вещества прежде всего требует выяснения возможности протекания химических реакций, которые при этом предполагается осуществлять. Первый закон термодинамики оказывается недостаточным для решения подобных задач, В пределах этого закона возможно составление энергетических балансов тепловых процессов, но не рассмотрение вопроса о направлении, в котором они могут проходить, В некоторых случаях первый закон термодинамики позволяет предвидеть возможность тех или иных процессов. Например, температура изолированного тела не может сама собой увеличиваться. Невозможен вечный двигатель, т. е. машина, производящая работу без затраты энергии (вечный двигатель первого рода), что также является примером процессов, запрещаемых первым законом. Однако в природе есть такие процессы, которые, хотя и не противоречат первому закону, все же в действительности не осуществляются, Так, тело не может приобрести поступательного движения за счет убыли своей внутренней энергии (охлаждения), хотя при этом соблюдался бы энергетический баланс, Не было бы противоречия с первым законом и в том случае, если бы тепло самопроизвольно переходило от холодного тела к горячему. Однако факты показывают, что все действительно происходящие в природе процессы отличаются определенной направленностью. Они совершаются сами собой только в одном направлении, хотя первый закон не запрещает их протекания в обратном направлении. Например, в нагретом с одного конца металлическом стержне происходит выравнивание температуры и установление теплового равновесия. Чтобы понять общность этого закона, достаточно вспомнить о таких процессах, как взрывы, взаимная диффузия двух газов или жидкостей с образованием раствора. После окончания таких процессов изолированная система уже не может сама собой вернуться в какое-либо из своих предыдущих состояний. Образовавшийся раствор не может сам разделиться на составляющие его компоненты, а продукты взрыва не могут сами вновь образовать исходные вещества. Можно сделать общий вывод в -иптемах, предоставленных самим себе, все процессы текут односторонне, т, е, в одном направлении, и достигают [c.36]

На основании изложенного можно сформулировать исходные положения, необходимые для математического описания процесса разрушения процесс переноса массы одномерный и стационарный исходный материал представляет собой однородную композицию веществ, входящих в его состав скорость уноса массы определяется скоростью разрушения коксового остатка за счет его химического взаимодействия с газовой средой скорость химического взаимодействия обусловлена кинетикой гетерогенных химических реакций на поверхности материала и диффузией к ней окисляющих компонент из газового потока. С химически унесенной массой кокса уносится часть инертной массы наполнителя, пропорциональная его содержанию в исходном (неразло-жившемся) материале. В процессе окисления коксового остатка участвует кислород, образующийся при испарении и последующей диссоциации окислов наполнителя. Реакционноснособные газообразные продукты разложения материала взаимодействуют с углеродом и диффундируют через газовый пограничный слой независимо от соответствующих компонент внешнего потока. На поверхности материал полностью прококсован. Все тепловые эффекты (теплоты пиролиза, гетерогенных химических реакций и т. д.) отнесены к поверхности. Режим течения газового потока турбулентный. Принимается, что имеется подобие между турбулентным переносом массы, энергии и количества движенрш, а турбулентные чпсла Ье = Рг = Зс = 1. Турбулентный пограничный слой считается замороженным, а все реакции — происходящими на поверхности. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология