Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Скорости реакций газов на поверхности

    Все эти факторы влияют на соотношение между и с ., но если это соотношение найдено, то скорость, реакции на поверхности г может быть представлена как функция не поверхностных концентраций с., а наблюдаемых концентраций в объеме жидкости или газа с. . Аналогичные рассуждения применимы к соотношению между температурой поверхности Г, влияющей па скорость реакции г, и температурой в объеме Т. Таким образом, всегда надо стремиться выразить j и Т через Т тл. сj. Можно сразу заметить, что наличие внутренней диффузии вносит в расчет большие усложнения, так как условия в различных точках внутри частицы будут различными, поэтому возникает необходимость в некотором методе усреднения. [c.121]


    Отсюда следует, что скорость реакции газа с поверхностью в доядерный период должна снижаться по мере протекания процесса. Следовательно, зависимость наблюдаемой [c.71]

    Массопередача между газом и поверхностью твердых гранул часто определяет механизм гетерогенной реакции, особенно в промышленных условиях, когда ограничения потери напора, вызванные экономическими соображениями, заставляют выбирать такую скорость потока, при которой ни скорость адсорбции, ни скорость реакции на поверхности катализатора не являются определяющими. В процессах с псевдоожиженным слоем скорость потока ограничивается из-за необходимости свести к минимуму унос твердых частиц. [c.283]

    Основы расчета реакторов для окисления ЗОг. Производительность реактора зависит от скорости газового потока. Ее увеличение приводит к росту диффузионного переноса массы от потока газа к поверхности катализатора если температура не превышает 400 °С, скорость реакции на поверхности катализатора мала и увеличение скорости потока не оказывает существенного влияния на [c.341]

    Гетерогенные реакции весьма распространены и имеют важное значение в технике. Для них следует учитывать три основные характерные стадии поступление реагирующего вещества (газа, раствора) К поверхности химическое взаимодействие на поверхности освобождение поверхности от продукта реакции. Скорость реакций на поверхности твердых тел, как мы видим, связана кроме протекания непосредственно самой химической реакции со скоростью [c.169]

    В гомогенных (однородных) системах исследуется скорость реакции между реагентами, не имеющими границы раздела (газовые реакции, реакции в растворах) в гетерогенных системах изучается скорость реакции на поверхности раздела между реагирующими веществами (например, А-твердое вещество, В-газ или А-твердое вещество, В-вещество в растворе). [c.27]

    Для проектирования реакторов, в которых осуществляются процессы с участием газов и твердых веществ, основой служат а) кинетические закономерности, в частности уравнение скорости реакции на поверхности твердой частицы б) гидродинамический режим обеих фаз в реакторе в) данные о распределении размеров частиц в слое материала г) данные о распределении температур и т. п. На рис. 82 приведены схемы некоторых типичных реакторов в системе Г — Т. [c.178]


    Здесь 6 — обратное время пребывания газа в реакторе (В — коэффициент массоотдачи внутри реактора k — константа скорости реакции на поверхности катализатора функция, F описывает кинетику этой реакции. Для любого заданного вида кинетики решение двух уравнений (X, 57) позволяет выразить концентрацию [c.465]

    Скорости реакций газов на поверхности [c.158]

    Влияние давления. Увеличение давления при постоянстве других факторов способствует переходу гетерогенного процесса в диффузионную область, а уменьшение — в кинетическую. Это подтверждается уравнением (У,24), которое показывает, что коэффициент диффузии в газовой фазе обратно пропорционален давлению. С другой стороны, согласно уравнениям Фрейндлиха (IV, 1) и Ленгмюра (IV, 15), при увеличении давления увеличивается поверхностная концентрация адсорбированных газов, поэтому повышается скорость реакции на поверхности раздела фаз. Поскольку изменение давления изменяет константы скоростей диффузионных и кинетических стадий в противоположных направлениях, увеличение давления, вызываюш,ее уменьшение и увеличение Кк, переводит процесс в диффузионную область. [c.206]

    Хотя диффузионное торможение скорости реакции на поверхности наблюдается при сожжении или гидрогенизации в жидкой среде, маловероятно, чтобы оно имело место в рассматриваемой реакции. Ленгмюр указал, что если каждая молекула трехокиси серы сильно адсорбирована на двух элементарных центрах и поверхность практически остается полностью покрытой этим газом, то можно считать, что [c.133]

    Ни один из этих взглядов не сохранился в первоначальном виде, но современные воззрения содержат элементы обеих этих точек зрения. С отмиранием (в течение двух последних десятилетий) представления о диффузном переходном слое между твёрдым телом и газом, в котором плотность изменяется постепенно от плотности твёрдого тела до плотности газа, представление о простом повышении скорости реакции у поверхности, благодаря повышенной концентрации, также отпало. Теория промежуточных соединений также уступила [c.361]

    Было проведено много теоретических работ для того, чтобы вывести выражения, определяющие связь между концентрацией и скоростью реакции на поверхности катализатора в проточной системе, из соотношений между скоростью потока и выходом продукта реакции. Связь между скоростью потока, диффузией и реакцией особенно тщательно исследовалась Дамкелером [1], Ферстером и Гейбом [2] и др. Не принимая во внимание влияние обратной диффузии, благодаря которой реагирующие газы перемешиваются в зоне реакции, т. е. принимая, что скорость протока больше скорости диффузии, получают общее уравнение (1) [c.26]

    В общее уравнение (5.54) в принципе можно было бы ввести зависимость скорости от интенсивных переменных Т,. ... Для этого надо выразить G в виде функции удельной скорости реакции на поверхности раздела [19], которая сама, как правило, может быть разбита на элементарные стадии (стр. 191). Для полной ясности необходимо, очевидно, иметь зависимость от Т, Pj. .. всех констант ki, фигурирующих в выражении (5.26) для скорости многостадийного процесса зародышеобразования. Последнее предполагает, что реакционная поверхность раздела доступна для газа даже в том случае, когда образование зародышей происходит в объеме и, следовательно, диффузия не лимитирует протекание реакции. [c.197]

    При анализе процесса с режимом медленной реакции величины с и с в общем случае известны. Их разность с — с является общей движущей силой, составленной из двух частей, Сд —с и Со — с первая ведет процесс диффузии, а вторая — реакцию. Относительная величина двух частей, из которых состоит общая движущая сила, зависит от относительных удельных скоростей двух процессов. В уравнении (2.3) эти удельные скорости выражены отнесенными к единице поверхности раздела газ — жидкость, — удельная скорость диффузии, Фг/(с — с ) — удельная скорость реакции. [c.33]

    Рассмотрим случай, в котором концентрация газа 1 на поверхности намного ниже концентрации газа 2. Подобный случай наблюдается при абсорбции ЫНз совместно с СОо, так как растворимость N1 3 намного больше растворимости СО2. Если порядок реакции равен единице по концентрации обоих реагентов, то время реакции для каи<дого газа равно обратной величине произведения константы скорости реакции на поверхностную концентрацию другого газа. Следовательно, если (50)1 ( о)г будет намного меньше [c.112]

    Большинство цепных реакций подвержено химическому ингибированию, причем заметное ингибирование следами примесей является прекрасным доказательством цепного характера реакции. Так, 0,01 мол.% кислорода может уменьшить квантовый выход реакции водорода с хлором в 1000 раз [8(4, 85]. Так как свободные радикалы легко гибнут на стенках сосуда, то их участие в реакции можно обнаружить, изучая влияние на скорость реакции изменения отношения поверхности реактора к его объему (например, при набивке стеклом) или добавок инертных газов (таких, как гелий). Изменение материала стенок реактора (вместо стеклянных—металлические) или покрытие их различными вещ ествами также может заметно менять скорость реакции [86]. Хотя эти эффекты и не всегда являются доказательством цепного механизма реакции (так как они свидетельствуют лишь о наличии гетерогенной реакции на стенках сосуда), но все же они указывают на большую вероятность цепной реакции.  [c.103]


    Чувствительность нижнего предела к добавкам инертных газов и к химическому состоянию поверхности указывает на то, что обрыв цепи в области низких давлений определяется диффузией свободных радикалов к стенкам. Если вероятность гибели радикалов на стенках очень велика, то скорость реакции обрыва будет иметь первый порядок относительно концентрации радикалов и уменьшается с увеличением давления Газа. [c.383]

    Диффузия молекул к поверхности и от поверхности твердого катализатора обычно происходит быстро в газах и медленно в жидкостях. Поэтому для последних суммарная скорость реакции сильно зависит от размеров пор и доступности катализатора. При этом может оказаться, что реакция лимитируется диффузией (т. е. стадиями 1 и 5). Для газов этот случай является редким. На время ограничимся рассмотрением таких каталитических процессов, скорости которых определяются стадиями 2, 3 и 4. Предложены две модели строения сорбированного слоя реагентов па поверхности. Одна из них исходит из того, что сорбированный слой слабо связан с поверхностью и относительно свободно может мигрировать с одного места поверхности к другому. В предельном случае подвижный слои может быть представлен как двухмерный газ, сорбированный на поверхности. Наряду с этой моделью существует и модель сильной связи поверхностного слоя согласно такой модели, можно считать, что каждая сорбированная молекула образует химическую связь с некоторым атомом на поверхности катализатора. В таком локализованном слое миграция реагирующих веществ может медленно проходить либо за счет диффузии на иоверхности, либо за счет испарения и повторной адсорбции. Эти относительно медленные процессы могут лимитировать скорость реакции. [c.536]

    Повышение температуры незначительно влияет на скорость каталитического окисления окиси азота. Увеличение с температурой констаиты скорости реакции на поверхности катализатора компенсируется противоположным температурным эффектом на константу адсорбции ош1си азота. Однако необходимо охлаждать газ для того, чтобы водяной пар можно было выделить конденсацией. Поэтому температура поступающего газа зависит от температуры охлаждающей воды при температуре воды 20° С и допускаемом имепаде температуры от газа к воде на выходе противоточного теплообменника 10 С температура выходящего из конденсатора газа равна 30° С. Дальнейшее охлаждение рефрижерацпей экономически невыгодно. [c.444]

    В случае платины рсакиии идут весьма активно в зоне, близкой к поверхности, вследствие сильного каталитического эффекта последней (рис. 4.46). При этом тепловыделение от химических реакций не может компенсировать тепловых потерь из-за теплопередачи внутрь металла слой газа не нагревается до нужной температуры и зажигание не происходит. Чтобы произошло зажигание, необходимо еще больше поднять температуру платины. Иначе говоря, зажигание накаленной поверхностью затруднено из-за положительного каталитического действия поверхности. Для стехиометрической смеси температура зажигания накаленной платиновой поверхностью максимальна, здесь максимальна и скорость реакции на поверхности металла. [c.65]

    При высоких температурах процесс реагирования нротекает с большой скоростью, не успевает проникнуть внутрь и сосредоточивается на внешней поверхности. Это дает возможность пренебречь влиянием внутриобъемного реагирования. Но процесс реагирования при более высоких температурах осложняется сильным влиянием диффузии и в связи с этим — скорости н гидродинамики потока газа, а также вторичных реакций. Поэтому при исследовании реакций при высоких температурах большое значение имеет отделение влияния физических факторов, в основном диффузии, от чисто химических. Для того, чтобы наиболее просто и правильно выявить взаимосвязь между диффузией и кинетикой, исследование гетерогенных реакций и в особенности процесса горения углерода и, сопутствующих ему вторичных реакций проводилось в определенных простейших геометрических формах шарик, обтекаемый реагирующим газом (так называемая внешняя задача), канал, стенки которого реагируют с протекающим внутри пего газом (так называемая внутренняя задача), слой из шариков, продуваемый реагирующим газом, и т. д. Применяя для описания процесса дифференциальные уравнения диффузии совместно с граничными условиями, выражающими прямую связь между количеством диффундирующего газа и скоростью реакции на поверхности шарика, канала и т. п. (см. гл. VI), удалось получить хорошее соответствие теории с многочисленными экснериментальными данными [59] и др. В особенности большой вклад в разработку диффузионно-кинетической теории гетерогенного горения внесли Нредводителев и его сотрудники [59], а также Чуханов, Франк-Каменецкий [87], Зельдович и другие советские ученые. Но следует заметить, что математическая обработка экспериментальных данных с помощью диффузионно-кинетической теории горения отнюдь не даст возможности судить об элементарных химических актах (адсорбции, собственно химической реакции и т. д). На основе ее мы можем получить только суммарные константы скорости реакций (включая адсорбцию и внутриобъемное реагирование) и соответствующие величины видимых энергий активаций й суммарного порядка реакции. [c.161]

    Горение отдельной угольной частицы также сопровождается вторичными реакциями — восстановлением углекислоты и горением окиси углерода. Соотношение между продуктами горения СО и СО, очень сильно зависит от условий протекания этих реакций — температурных РТ гидродинамических. Имеется попытка определить концентрации окис гов непос])едственно у поверхности горящей угольной частицы Паркером и Хоттелем [245]. Они отбирали небольшие газовые пробы с горящей поверхности посредством тонкого, но не охлаждае.мого кварцевого капилляра я подвергали их газовому анализу. Продукты сгорания состояли п основном нз двуокиси углерода объяснить этот факт можно догоранием окиси углерода в газоотборной трубке. С другой стороны, расчеты Хитрина на основании опытных данных Паркера и Хоттеля [59] показывают, что нри условии первого порядка реакции у поверхности имеет место один окисел — СО,. Франк-Каменецкий сделал обратную попытку — из тех же опытных данных и предполагая неизвестным порядок реакции п, определить его, приравнивая скорость реакции у поверхности количеству диффундирующего газа. [c.186]

    Для определения скорости реакций на поверхности катализатора необходимо знать его удельную поверхность, которую определяют по низкотемпературной адсорбции на катализаторе некоторых инертных газов — азота, криптона. Однажо в сложных катализаторах, как показали микроскопические исследования, активное вещество распределяется неравномерно и занимает небольшую долю поверхности носителя. Поэтому необходимо было разработать методику раздельного определения удельной поверхности носителя и катализатора. Для некоторых металлических [c.30]

    Скорость горения кокоа по реакций С + СО2 = 2 СО складывается из скорости реакции на поверхности взаимодействия и скорости диффузии углекислый газ диффундиру зт к активной поверхности через газовый ламинарный слой вокруг углеродной частицы. [c.170]

    Бассет и Хэбгуд [8] первыми указали на возможность применения импульсного метода для определения скоростей реакций. По их мнению, действительные скорости реакций на поверхности катализатора можно вычислить, если с помощью хроматографа измерить степень адсорбции, происходящей в условиях реакции. В своей статье они провели анализ кинетики реакции первого порядка на новерхности катализатора (изомеризация циклопропана до пропилена на молекулярном сите 13Х) по экспериментальным данным, полученным с помощью импульсного метода в условиях хроматографического элюирования. В качестве реактора они использовали П-образную трубку диаметром 3 мм из стекла пирекс. Катализатор в количестве около 0,1 г удерживался в трубке двумя пробками из стеклянной ваты. Реактор нагревали в небольшой печи блочного типа. В качестве газа-носителя использовали гелий, объем пробы в каждом эксперименте был равен 0,20 мл. Продукты, выходящие из реактора, улавливали в аналогичной П-образной трубке, содержащей то же количество молекулярного сита и охлаждаемой сухим льдом после ввода очередной пробы и окончания процесса в реакторе ловушку быстро нагревали, и десорбированные продукты в потоке газа-носителя поступали в хроматограф. Константы адсорбции для реагентов вычисляли на основании измерения удерживаемых объемов. В статье приведены уравнения, по которым, зная состав продуктов реакции и константы адсорбции, можно вычислить константы скорости реакции на поверхности катализатора и энергию активации. [c.36]

    Одной из неопределенностей, которые возникают при любом критическом анализе кинетики углеродо-графито-вых поверхностных реакций, является множество различных твердых структур употребляемого технического графита. Графит встречается в различных видах, имеющих всевозможные кристаллические ориентации, зависящие от способа его приготовления. Очевидно, что структура твердого тела имеет прямую связь со скоростью реакции на поверхности тела с реагирующим газом. Принимая во внимание эту неопределенность, мы [c.174]

    Это обусловлено предположением, что в реакции (7) в процессе адсор бции и десорбции устанавливается динамическое равновесие между газами и поверхностью катализатора. Этого может не быть, если газы настолько сильно адсорбированы, что существует некоторое мно гослойное покрытие а поверхности катализатора. Динамическое адсорбционное равновесие может в действительности иметь место между газом и этим покрытием перенос реагентов из покрытия к поверхности катализатора может быть однонаправленным процессом, ограниченным скоростью реакции а поверхности. Это тем более верно в случае реакций нулевого порядка, в которых такой процесс еявно учитывается предположением, что все участки поверхности полностью покрыты реагентами. Таким образом, хотя уравнение (16) вырождается в уравнение нулевого порядка, если А > В и С, уравнение (18), выражающее избирательность, предполагает, что это вырождение в соответствии с механизмо.м Лэнгмюра-Хиншельвуда кажущееся и реакция первого порядка существует даже при низких степенях превращения, когда А присутствует в избытке. [c.49]

    Предположено, что истинные реакции нулевого порядка (екорость которых при ниаких степенях превращения не зависит от концентраций реагентов), имеют место в случае, когда реагенты так сильно адсорбированы на цоверхности, что образуется некоторое адсорбированное многослойное покрытие катализатора, которое экранирует поверхность от реагирующих газов. Динамическое адсорбционное равновесие имеет место между газами и многослойным покрытием, а не. между газами и поверхностью катализатора. Переное реагентов от многослойного покрытия к поверхности является в этом случае однонаправленным процессом, контролируемым скоростью реакции на поверхности. [c.57]

    Кроме того, Арановичем и Донахью [83] обнаружено новое явление — поверхностное сжатие газов, адсорбированных на твердых телах. Сильное сродство к поверхности заставляет молекулы адсорбатов приобретать намного большую плотность, чем в обычных жидкостях. В этих условиях молекулы адсорбатов так сжаты, что они отталкиваются друг от друга. На основании экспериментальных результатов и теоретических моделей авторы предложили аппроксимационную модель для адсорбции молекул на поверхности. Эта модель применима как к монослойной адсорбции, так и к первому слою при многослойной адсорбции. Линейная форма новой модели позволяет определить энергию взаимодействия адсорбат — адсорбат в адсорбированном слое из экспериментальных данных. Анализ различных систем (таких как азот, СОг, углеводороды на различных адсорбентах) показывает, что энергия взаимодействий молекула — молекула в адсорбированной фазе вблизи монослойного покрытия положительна, что указывает на отталкивание адсорбат-адсорбат и, следовательно, на то, что адсорбаты являются сжатыми жидкостями. Это должно приниматься во внимание при анализе уравнений состояния для адсорбированной фазы и при использовании адсорбции для характеристики пористых материалов. Также это оказывает влияние на скорости реакций на поверхностях катализаторов. Можно предположить, что концепция емкости монослоя в недалеком будущем будет нуждаться в уточнении или даже в пересмотре, потому что она является функцией энергии взаимодействия адсорбат — адсорбент. [c.302]

    При известном объеме жидкости можно рассчитать и величину F/Ф без знания величины поверхности раздела. Следовав тельно, если данные о скорости абсорбции получены в кйнетиче-ском режиме, то легко вычислить величину г. Этот факт широко используется для получения кинетических данных газо-жидкост-ных реакций. К сожалению, большинство опубликованных данных неполно или, по крайней мере, сомнительно, потому что никаких предварительных исследований, подтверждающих наличие кинетического режима, обычно не проводится. Очевидно, если данные по абсорбции при невыполнении условия (2.11) интерпретировались на основе уравнения (2.13), то получена заниженная скорость реакции вследствие того, что истинная движущая сила была меньше, чем предполагается по уравнению (2.13). [c.35]

Смотреть страницы где упоминается термин Скорости реакций газов на поверхности: [c.341]    [c.654]    [c.654]    [c.165]    [c.57]    [c.302]    [c.472]    [c.431]    [c.204]    [c.226]    [c.228]   
Смотреть главы в:

Катализ и ингибирование химических реакций -> Скорости реакций газов на поверхности



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Газы реакции

Реакции на поверхности

Скорость реакции на поверхности

для скоростей газов



© 2025 chem21.info Реклама на сайте