Синтез и разложение аммиака

Но по мере накопления NH3 и уменьшения исходного количества Нз и N3 синтез аммиака замедляется, а его разложение ускоряется. Аммиак разлагается тем быстрее, чем больше его имеется в наличии. При определенной концентрации Н3, N3 и NH3 прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью, т.е. аммиак образуется точно с той же скоростью, с какой он разлагается. Хотя на молекулярном уровне синтез и разложение аммиака продолжаются, никаких видимых изменений в газовой смеси не происходит. Создается такое впечатление, что в газе прекратились всякие [c.51]

Темкин при выводе зависимостей, выражающих скорости синтеза и разложения аммиака, получил степенное уравнение очень рациональным способом. В этом случае полученное уравнение полностью согласуется с экспериментальными данными. Уравнение Темкина будет рассмотрено ниже при расчете реакторов для синтеза аммиака (см. стр. 270). [c.219]

Уже в 1931 г. было предположено [15], что медленной стадией при разложении аммиака может быть десорбция атомов азота. В последующем десятилетии очень детальное изучение синтеза и разложения аммиака в условиях, применяемых в промышленности, и в особенности работы, проведенные под руководством Темкина, Брунауэра и Эммета, Франкенбурга и X. С. Тэйлора, показали, что скорость адсорбции азота определяет скорость синтеза, а скорость его десорбции — скорость разложения аммиака. Недавно опубликованы превосходные обзоры [16, 17] этих исследований, в которых обращено большое внимание на разнообразие методов, использованных для получения данных по кинетике названных реакций. Для доказательства того, что поверхностные реакции протекают быстро, были использованы меченые атомы [18. Измерение поверхности катализаторов [19] сделало возможным более прямое сопоставление скоростей реакций на различных катализаторах. Было проведено также тщательное сравнение [20—22] скоростей адсорбции со скоростями реакций. При изучении хемосорбции частиц каждого типа на основе полученных результатов были проверены различные изотермы. Массивные катализаторы и их поверхности исследовали рентгенографически, пытаясь связать [16] каталитическую активность с кристаллической структурой . Рентгенографию и измерение величины удельной поверх- [c.244]

Синтез и разложение аммиака [c.291]

Кинетика и механизм этой реакции будут рассмотрены несколько подробнее, так как теория синтеза и разложения аммиака, развитая в работах М. И. Темкина с сотрудниками [104, 124, 138, 336, 436—438, 492, 523, 525, 757], явилась первым практическим применением и успехом теории процессов на неоднородных поверхностях. [c.214]

Адсорбция водорода на железе и других катализаторах протекает быстро при низких температурах [55, 77, 81, 528—533], когда реакция синтеза и разложения аммиака еще не идет. При высоких температурах (400° С и выше) адсорбция водорода на железе и некоторых других катализаторах незначительна, хотя, например, на рутении — велика [320]. [c.215]

Предположения об адсорбции и десорбции азота как лимитирующих стадий синтеза и разложения аммиака, с точки зрения теории процессов на неоднородных поверхностях, ведут к следующим кинетическим зависимостям. [c.216]

Таким образом, дробный порядок в кинетических уравнениях синтеза и разложения аммиака с точки зрения теории процессов на неоднородных поверхностях обусловлен значениями коэффициентов соотношения линейности, а также, в общем случае, значениями показателей степени в уравнении изотермы Фрейндлиха (в случае экспоненциального распределения неоднородной поверхности катализатора). [c.217]

T. e. порядок реакции разложения аммиака должен быть нулевым. Такой порядок реакции разложения аммиака на вольфраме, железе, молибдене, осмии действительно наблюдался при высоких температурах в ряде работ 63—570], объяснение чего было дано в работе ( 138]. В процессе синтеза и разложения аммиака получается своеобразная картина возрастания степени покрытия поверхности азотом с увеличением температуры. Это объясняется тем, что степень покрытия определяется величиной Pn выражаемой условием адсорбционно-химического равновесия (V.246). Так как реакция (V.239) является экзотермической, с увеличением температуры ее равновесие сдвигается влево, константа равновесия уменьшается, что вызывает, согласно уравнению (V.246), возрастание величины pn,- Вопрос об изменении порядка реакции синтеза и разложения аммиака подробно проанализирован в работе [138], в которой были указаны направления изменения порядка реакции. [c.218]

Рассмотрение кинетики синтеза и разложения аммиака, как видно, показывает, что теория процессов на неоднородных поверхностях в состоянии объяснить совокупность наблюдаемых на опыте кинетических закономерностей. [c.221]

Теорию синтеза и разложения аммиака, изложенную выше, критикует С. 3. Рогинский в монографии [54]. Основные его замечания сводятся к следующему [c.221]

Уравнение (V.247) выполняется в очень широком интервале давлений — опыты проводились от нескольких сот мм рт. ст. до 500 атм. Это одно из наиболее проверенных и подтвержденных уравнений кинетики каталитических процессов. Вряд ли можно найти другой процесс, механизм и кинетика которого были столь всесторонне исследованы. Разумеется, это не значит, что теория синтеза и разложения аммиака не нуждается в дальнейшем развитии и уточнении. Существенное значение для дальнейшего развития теории имеют вопросы, связанные с изменением величин показателей степени в уравнении в зависимости от генезиса катализатора, границы изменений механизма реакции и степеней покрытия поверхности и т. п. [c.222]

Реакция синтеза и разложения аммиака. Аналогичным путем из уравнения (VI.6) и конкретных выражений для скорости адсорбции и десорбции одного вещества (111.234) и (111.235) можем получить уравнение кинетики синтеза и разложения аммиака [c.254]

Кинетика синтеза и разложения аммиака. Рассмотрим кинетику этого процесса при условии, что азот и водород адсорбируются со средней силой, диссоциируя на атомы. Скорость процесса в прямом направлении определяется скоростью адсорбции азота, Б обратном направлении — скоростью десорбции азота. Из уравнения (У1.6) мы имеем [c.257]

Примером этого является реакция синтеза и разложения аммиака при сильной адсорбции водорода (на рутениевом катализаторе). Скорость процесса выражается уравнением (V.252), в котором константа скорости прямой реакции определяется соотношением [437] [c.305]

Хотя результаты [555] критикуются в работе [552, 553] с точки зрения расчетов констант скорости реакции (на что дается ответ в статье [556], оспариваемый в статье [554]), по-видимому, колебания активности и трудности кинетических измерений вблизи равновесия и приводят к неопределенным и противоречивым результатам. Более правильным, вероятно, является значение ni= 1, как следует из совокупности опытных данных по кинетике и механизму синтеза и разложения аммиака. [c.348]

Вычислим эту температуру, считая, что процесс ведется при оптимальной температуре для данного состава смеси на выходе. Согласно кинетическим данным для реакции синтеза и разложения аммиака на [c.435]

Однако встречаются и другие значения. Для одного и того же металла, взятого в качестве катализатора, величина п меняется в зависимости от способа приготовления, а также последующей обработки (спекания). Так, кинетика синтеза и разложения аммиака на железе, по данным ряда авторов, согласуется с п = 0.5, между тем Лов и Эммет получили из данных по разложению аммиака п = 0.3. Разложение аммиака на меди описывается уравнением [30] с п 0.5 (большая часть данных) и с тг = 0.25. Разложение аммиака на платине также приводит к п, [c.61]

В последнее время показано, что между катализатором и реагирующей молекулой, подобно структурному, должно существовать энергетическое соответствие. Оно может играть решающую роль для некоторых бесструктурных реакций. Так, например, Темкин и Киперман установили, что механизм реакции синтеза и разложения аммиака на различных катализаторах одинаков. Энергия активации процесса разложения на катализаторах Ре, Мо, , и, Се, Мп, Оз, Ки, Си, Р1 колеблется в узких пределах от 40 000 до 46 ООО ккал/моль. Различия в активности катализаторов обусловливаются в первую очередь величиной поверхности, т. е. числом активных центров. [c.158]

Теория дает методы расчета скоростей реакций в отдельных порах без учета и с учетом перепада давления в реакторе, а также методы расчета скоростей реакций на катализаторах, применяемых в практике каталитического крекинга, синтеза и разложения аммиака, гидрирования. [c.168]

Т е м к и н М. И., К и п е р м а и С. Л. О кинетике синтеза и разложения аммиака на различных катализаторах.— Ж. физ. химии, 1947, 21, 927, [c.183]

По мере приближения к равновесному состоянию процесса синтеза аммиака в зоне катализа диффузионное торможение уменьшается, скорость синтеза (и разложения) аммиака, по- [c.27]

Основные выводы наших макрокинетических исследований синтеза и разложения аммиака подтверждены в ряде работ отечественных и зарубежных ученых [35—39]. Таким образом, окончательно опровергнуто бытовавшее в теории и практике катализа представление о том, что процессы переноса вещества в аммиачном катализе не существенны [40, 41]. [c.28]

Анализ кинетических измерений синтеза и разложения аммиака в условиях, свободных от диффузионного торможения или при учете последнего [33, 37, 42—47], позволяет прийти к заключению, что теория кинетики синтеза аммиака, развиваемая М. Темкиным [48—53], находит экспериментальное обоснование. Каталитический синтез и разложение аммиака, протекающие в кинетических режимах при низких и высоких давлениях, на катализаторах разной природы характеризуются, как показано в работах [33, 37, 42—47], теплотами активации разложения аммиака порядка 57 3 ккал/моль и достаточно точно описываются известным уравнением Темкина и Пыжева [48]. Это уравнение, однако, весьма чувствительно к процессам переноса и только с учетом последнего описывает процесс син- [c.28]

СИНТЕЗ И РАЗЛОЖЕНИЕ АММИАКА [c.353]

КИНЕТИКА РЕАКЦИИ СИНТЕЗА И РАЗЛОЖЕНИЯ АММИАКА [c.355]

Как только было установлено, что скорость образования аммиака почти такая же, как скорость адсорбции азота, и что по данным исследования реакции дейтерообмена аммиака над металлами ни адсорбция водорода, ни десорбция аммиака не являются медленными процессами, Темкин и Пыжев [133] предложили кинетическую схему, учитывающую основные особенности реакций синтеза и разложения аммиака. При выводе уравнения, описывающего скорость синтеза аммиака, ими были сделаны следую щие допущения [c.355]

Р и с. 7. Синтез и разложение аммиака. Температурная зависимость энергии активации для реакции разложения аммиака [136]. [c.357]

Опыт 5. Разложение аммиака (рис. 77). а) Учащимся надо показать обратимость реакции синтеза аммиака, что при одних и тех же условиях происходит и синтез, и разложение аммиака- Чтобы продемонстрировать ТО, восстановленное железо кладут в широкую стеклянную трубку, которую через изогнутую газоотводную трубку соединяют с кристаллизатором. В кристаллизаторе, заполненном водой, находится цилиндр с водой (рис. 11, а). Пробирку на ее объема заполняют смесью для получения аммиака. Одновременно нагре вают смесь для получения аммиака и сильно накаливают железо. Выжидают некоторое время, когда из трубки [c.148]

Рис. 70. Достижение состояния равновесия в реакции синтеза и разложения аммиака (N2 + ЗН 2ЫНа)

Как уже рассматривалось, протекание реакции в той или иной области покрытия поверхности катализатора зависит от соотношения произведения aip и 1. Приаур/< 1 реакция идет в области малых покрытий, при ajpj, сравнимом с единицей, — в области средних заполнений и при а/р/ 1 — в области насыщений. Переход реакции из одной области покрытий поверхности катализатора в другую зависит поэтому от воздействия параметров процесса на а/ и р/. Как видно из уравнения (111.47), с увеличением температуры величина адсорбционного коэффициента уменьшается. Если при этом летучесть адсорбированного слоя изменяется незначительно, то с повышением температуры реакция должна переходить в область Генри. Однако летучесть ад горбированного слоя может изменяться и в противоположном направлении. Так, если величина р,- определяется условием адсорб-ционно-химического равновесия быстрых стадий, то она пропорциональна значению константы равновесия К (или 1//С). Поэтому характер температурной зависимости К будет определять направление изменений р, с повышением температуры. Если р/ будет увеличиваться с температурой значительно больше, чем уменьшается а/, возможен переход реакции из области средних заполнений при повышении температуры в область больших заполнений поверхности катализатора. Последнее может иметь место для реакции синтеза и разложения аммиака, где в результате повышения температуры возможен переход от средних заполнений поверхности катализаторов к большим заполнениям, а при снижении температуры — переход в область малых заполнений поверхности катализатора [138, 493, 494]. [c.164]

Указанные факты и приводят к выводу об адсорбции и десорбции азота как лимитирующей стадии синтеза и разложения аммиака . Последнее недавно подтверждено в диссертации И. Шолтена [1153], сопоставившего скорость химической адсорбции азота на железном катализаторе со скоростью синтеза аммиака и изучавшего также адсорбционное равновесие азота на железе. [c.216]

В нашей лаборатории была исследована каталитическая активность ряда металло В 4-го периода и групп VIH и 1В других периодов в отношении реакций изотопного обмена в молекулярном водороде [14], взаимодействия водорода и кцслорода [15], синтеза и разложения аммиака [16] и изотопного обмена в молекулярном азоте (см. стр. 192 наст. сб.). [c.134]

Синтез и разложение аммиака практически происходят только на катализаторах. После открытия этого явления началис > обстоятельные изыскания катализаторов синтеза аммиака. Одновременно с изучением веществ, оказывающих каталитическое влияние на процесс образования аммиака, проводились исследования физико-химических условий равновесия реакции. Теоретические вычисления показали значительное увеличение содержания аммиака в реакционной смеси по мере снижения температуры, что послужило стимулом для изыскания катализаторов, действующих при низких температурах. [c.484]

Газовая хроматография представляет собой очень удобный метод для измерения количеств реагирующих веществ, действительно адсорбированных на новерхности катализатора во время протекания реакции. Рассмотрим сначала общие соображения. Важно понять, что нри определенном давлении данного реагирующего вещества его количество, адсорбированное на катализаторе при равновесии (определяемое из прямых адсорбционных измерений), может быть несколько меньше или вообще не соответствовать количеству этого реагирующего вещества, фактически адсорбированному во врем я каталитической реакции нри том же самом парциальном давлении. Так, нри каталитическом разлои ении германа ОеН4 на металлическом германии поверхность во время реакции оказалась покрытой сплошным монослоем хемосорбированного водорода, тогда как максимальное покрытие, достигаемое в отдельных равновесных измерениях адсорбции водорода на германии, было меньше 60% [528—532]. Заполнения поверхности, получаемые во время действительного хода катализа, должны зависеть от механизма реакции и в особенности от то11 ее стадии, которая определяет скорость процесса. Это в настоящее время совершенно неоспоримо установлено Тамару [532—540], главным образом нри изучении реакций синтеза и разложения аммиака на металлических катализаторах. В отличие от многих предшественников, изучавших эту реакцию [541], Тамару обращал основное внимание на измерение количества вещества, адсорбированного во время катализа. Он нашел, кстати, что во время синтеза аммиака на дважды про-мотированных /келезных катализаторах адсорбция азота значительно ускоряется в присутствии водорода и ее скорость оказывается почти в десять раз больше скорости образования аммиака (см. гл. 8). Тамару был одним из первых исследователей, понявших [533], что измерения адсорбции на поверхности во время катализа можно проводить, используя принципы газовой хроматографии. [c.148]

Синтез аммиака представляет классический пример применения катализа в важном промышленном процессе. На примере реакций синтеза и разложения аммиака можно вргдеть, как с помощью метода меченых атомов удалось объяснить некоторые противоречащие друг другу экспериментальные данные и получить общее представление о процессе, после чего можно было смело проводить дальнейшие исследования. [c.353]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология