Гомогенные реакции в жидкостях

У1-2-2. Очень медленные реакции. Если реакция достаточно медленна, то вся жидкость становится и остается насыщенной непрореагировавшим газом (концентрация которого соответствует его парциальному давлению над жидкостью), и реакция растворенного в жидкости газа является истинно гомогенной. В таких условиях концентрация газа в жидкости отвечает его растворимости (с учетом влияния на нее других веществ, растворенных в жидкости, в соот ветствии с изложенным в главе I), и скорость дальнейшего погло щения газа равна скорости гомогенной реакции в жидкой фазе Скорость реакции г, отнесенная к единице объема жидкости, опре деляется скоростью поглощения газа, деленной на объем жидкости Этот метод, детально рассмотренный Диксоном применялся для исследования кинетики ряда реакций. [c.166]

Соответственно этому расчет смешения реагентов для быстрых гомогенных реакций сводится к расчету длин реакторов или времени, необходимых для смешения жидкостей в условиях турбулентного потока. [c.107]

Гомогенная реакция в одной и более фазах Гетерогенная реакция на границе раздела двух фаз Гомогенная реакция с удалением продукта (например, экстракция жидкости жидкостью, стр. 157) Реакция на поверхности твердого катализатора (стр. 171) Массопередача с химической реакцией(например, химическая абсорбция газа, стр. 160) Реакции в слое псевдо-ожиженного твердого тела (например, сжигание углерода, стр. 181) [c.153]

Переменными, определяющими протекание гомогенных реакций, являются температура и давление в системе и состав фазы. Форма сосуда, свойства поверхности стенок, соприкасающихся с рассматриваемой фазой, и диффузионные свойства жидкости не должны влиять на скорость гомогенной реакции. Таким образом, для скорости образования компонента А можно написать [c.27]

Основные расчетные уравнения, установленные в гл. I, применяются и в случае реакторов для системы газ — жидкость. Однако выражение скорости реакции, которое должно входить в расчетное уравнение, более сложно, чем для гомогенных реакций. Кроме скорости самой химической реакции, оно должно включать в себя также скорость перемещения реагентов к месту реакции. [c.137]

Реактор-автоклав. Такой реактор характерен для гомогенных реакций в жидкой фазе или гетерогенных реакций в системе жидкость — жидкость, используемых в процессах органического синтеза. Изготовляется он в виде металлического котла с крышкой, на которой имеются штуцеры для загрузки реагентов и установки мешалки, а также окно для наблюдения за протеканием процесса. Реактор-автоклав прост по конструкции и является одним из наиболее распространенных реакционных аппаратов. [c.351]

Здесь — число электронов, принимающих участие в реакции на кольце бв, Ов, св — соответственно толщина диффузионного слоя для полупродукта В, его коэффициент диффузии и концентрация у поверхности диска V — кинематическая вязкость раствора со — круговая скорость вращения электрода 5 — площадь диска N — так называемый коэффициент эффективности системы диск — кольцо, зависящий только от геометрических параметров электрода и играющий фундаментальную роль в теории метода. Он характеризует долю промежуточного или конечного продукта электродного процесса на диске, доставляемую потоком жидкости к кольцевому электроду в условиях отсутствия гомогенных реакций. Если фиксируемый на кольце продукт стабилен (/22 = 0), то [c.209]

Теория переходного состояния имеет важное значение не только для кинетики гомогенных реакций, но и для значительно более широкого круга физико-химических явлений. В частности, она применима для анализа процесса диффузии в твердых телах и жидкостях. [c.448]

Различают также гомогенные и гетерогенные реакции. Гомогенные реакции протекают в однородной среде, например в газе, растворе. Гетерогенные реакции протекают на границе раздела фаз (т. е. составных частей реакционной системы, различающихся по свойствам и ограниченных друг от друга поверхностью) примером гетерогенной реакции является химическое взаимодействие между твердым веществом и жидкостью. [c.20]

Рассмотрено влияние гомогенных реакций на интенсивность конвективного массообмена частиц с потоком. В приближении диффузионного пограничного слоя полу-чено решение задачи о массообмене капли при протекании в окружающей жидкости объемной химической реакции первого порядка. Приведена приближенная формула для числа Шервуда при произвольной зависимости скорости объемной химической реакции от концентрации. [c.171]

По модели адиабатического реактора вытеснения рассчитывают контактные аппараты с фильтрующим слоем катализатора. Эта модель применима к расчету камерных реакторов, в которых протекают гомогенные реакции, например для печи синтеза хлороводорода (см. рис. 24). Прямоточные абсорберы с изолирующей футеровкой, в которых газ движется сверху вниз, параллельно разбрызгиваемой жидкости, тоже близки по температурному режиму к адиабате, если учитывать сложность Спр, которое включает не только теплоту хемосорбции, но и возможные теплоты физических процессов конденсации паров или испарения жидкости. [c.106]

Таким образом, чем выше порядок реакции и чем чище исходная газовая смесь, тем целесообразнее применять давление. Применение давления выгодно и потому, что оно позволяет уменьшить диаметр трубопроводов, размеры аппаратов, но при этом увеличивается толщина их стенок. Давление на скорость реакций в растворах влияет очень мало, но с увеличением давления быстро возрастает вязкость жидкостей, что может привести к переходу реакции из кинетической в диффузионную область. По тому, как сказывается давление на жидкофазные гомогенные реакции, их можно разбить на три группы 1) мономолекулярные реакции разложения, замедляемые давлением 2) нормальные бимолекулярные реакции, ускоряемые давлением 3) медленные бимолекулярные реакции, значительно ускоряемые давлением. [c.144]

Реакторы с механическими мешалками, а также с пневматическим перемешиванием широко применяются для процессов в системе Ж—Т, в частности для растворения, экстрагирования, выщелачивания, полимеризации, в технологии солей, в гидрометаллургии, в производстве органических веществ. Эти же реакторы применяют для гомогенных реакций в жидкой фазе и для взаимодействия несмешивающихся жидкостей (Ж— Ж)- Тип мешалки определяется вязкостью реакционной среды. Для жидкостей с незначительной вязкостью применяют реакторы с пропеллерными мешалками (см- рис. 68), а также с пневматическими мешалками, т. е. перемешиванием за счет барботажа воздуха или пара через реакционную массу (см. рис. 69). [c.206]

Трубчатый реактор 10 часто применяют для осуществления высокотемпературных гомогенных реакций, в том числе в вязкой жидкости (например, пиролиз тяжелых углеводородов). Нередко такие реакторы называют печами. [c.86]

Реакции в системе жидкость — жидкость должны рассматриваться на основе теории массопередачи с одновременной химической реакцией. Теоретические рассуждения показывают, что такие процессы могут быть отнесены к гомогенным реакциям только тогда, когда скорость химического превращения очень мала. Вероятно, что скорости всех действительно важных промышленных реакций в системе жидкость — жидкость зависят от диффузионных сопротивлений. [c.376]

В то время как в гомогенных реакциях в жидкой фазе требуется применение одного и более эквивалентов краун-эфира с высокой молекулярной массой по отношению к неорганической соли, для межфазного катализа достаточно каталитических количеств краун-соединений. Эго послужило причиной значительного развития работ по изучению применения краун-соединений для органического синтеза. Особый интерес представляет способность кра-ун-соединений действовать в качестве межфазных катализаторов не только в обычных системах жидкость - жидкость, например при катализе между водным раствором неорганической соли и органической фазой, но и в качестве катализаторов на границе твердой и жидкой фаз, например при ката- [c.208]

Для пользования изложенной теорией необходимо еще выяснить значение эффективного коэффициента диффузии В и эффективной скорости реакции / или эффективной константы скорости к. Наиболее простое значение эти величины имеют, если рассматривать не реакцию в пористом материале, но гомогенную реакцию, для которой реагирующее вещество поставляется диффузией из другой фазы например, абсорбцию газа жидкостью, сопровождаемую химической реакцией в жидкости. Если считать, что конвекция в жидкости отсутствует, то этот процесс будет описываться формулой (II, 71). При этом В будет обозначать просто коэффициент диффузии реагирующего вещества в жидкости, а А — константу скорости гомогенной химической реакции в жидкости. [c.98]

Если же массопередача не является лимитирующей стадией и процесс полностью контролируется скоростью протекания реакций в основной массе жидкости (кинетическая область), то влияние продольного перемешивания жидкости может быть учтено на основе соответствующего анализа гомогенных реакций. Так, еще в 1953 г. Данквертс [183] получил для диффузионной модели решение уравнения [c.158]

В реакторе с трехфазным псевдоожиженным слоем отношение жидкость катализатор значительно выше, чем в реакторе с трехфазным стационарным слоем. Поэтому в первом случае относительно велика роль возможных гомогенных реакций. По гидродинамическому режиму реакторы рассматриваемого типа близки к аппаратам [c.109]

Пусть в жидкости протекает следующая гомогенная реакция [c.79]

Ф реакторы с механическими мешалками, а также с пневматическими перемешивающими устройствами (для растворения, выщелачивания и т. д.). Эти же реакторы применяются для проведения гомогенных реакций в жидкой фазе и взаимодействия несмешивающихся жидкостей [c.122]

Гомогенные реакции в жидкостях [c.194]

По ходу реакции однородность смеси поддерживают размешиванием. Это делается с целью избежать термических градиентов, связанных с тепловыми эффектами реакции, и устранить концентрационные градиенты, которые имеют тенденцию к появлению в гетерогенных (газ — жидкость) и даже в гомогенных реакциях аутокаталитического характера. Концентрационные градиенты возникают также в силу неоднородной активации системы, как это имеет место в гетерогенном катализе и фотохимических реакциях. И, наоборот, если реакция проводится в струйной (проточной) системе, то, само собою разумеется, необходимо обеспечить гомогенизацию в сечении реактора. Следует, однако, избегать нарушения градиента, устанавливающегося по оси движения жидкой смеси за счет явления обратного смешения. [c.197]

Имеется ряд физико-химических процессов, скорость которых зависит от числа столкновений диффундирующих частиц. Простейшим примером такого процесса является коагуляция. Взвешенные в жидкостях или газах мелкие частицы, если только они не несут больших одноименных зарядов, благодаря броуновскому движению могут сталкиваться и при столкновениях слипаться, образуя более крупные агрегаты. Этот процесс называется коагуляцией. Основы теории коагуляции были развиты в классических работах Смолуховского [1], который указал также на возможность перенесения методов теории коагуляции на теорию гомогенных реакций в растворах. [c.91]

В плазменной струе протекают как гомогенные реакции, так и гетерогенные процессы (на границе жидкость — газ). [c.169]

Цель настоящей работы - показать эффективность гидравлического моделирования на примере исследования и устранения поперечной неравномерности простейшего жидкофазного реактора непрерывного действия. Пусть лабораторными исследованиями установлено, что для проведения некоторой гомогенной реакции в жидкой фазе требуется некоторое время Т Расход жидкости задан. Тогда инженер найдет, что необходимый объём аппарата составит , [c.564]

Система жидкость — жидкость. Аппараты для реакций между несмешивающимися жидкостями сложнее, чем для гомогенных реакций, так как подобно другим гетерогенным процессам для реакций в системе жидкость — жидкость требуется максимальное развитие поверхности соприкосновения фаз. Развитие поверхности достигается энергичным смешиванием жидкостей. Для этого используются механические и пневматические размешивающие устройства, создающие циркуляцию жидкости внутри аппарата циркуляционные насосы, создающие внешнюю циркуляцию реакционной смеси колонны, в которых жидкости движутся навстречу друг другу, более легкая жидкость подается снизу, тяжелая — сверху. [c.58]

В практике разделения изотопов из-за наиболее простой возможности создания в колонне противотока фаз как правило используются системы газ-жидкость. В то же время константы равновесия реакций ХИО часто бывают известны лишь для гомогенных реакций (в основном для газовых реакций). Так, например, для реакций ХИО в системах газ-жидкость при расчёте коэффициента разделения гж из значения, полученного для газовой реакции а , необходимо учитывать коэффициент разделения при фазовом равновесии жидкость-пар скф для вещества, находящегося в жидком состоянии. Если таковым является вещество, в котором концентрируется изотоп, то связь между коэффициентами разделения будет такой [c.245]

В гетерогенных системах в целях лучшего смешивания компонентов необходимо производить перемешивание и встряхивание. Если надо перемешать две несмешивающиеся жидкости, то мешалка должна проходить через границу их раздела. Для гомогенных реакций перемешивание часто также необходимо, например, для того, чтобы быстро и равномерно распределить добавляемое вещество по всему объему раствора или чтобы избежать местного перегрева или локальных повышений концентраций. [c.21]

Если гомогенная реакция идет медленно, то она занимает некоторую конечную толщину пограничного слоя и идет параллельно с диффузией. Условия в слое очень сложные. Этот случай разработали для абсорбции Ван Кревелен и Гофтийзер [109, 110] и дали диаграммы, облегчающие определение скорости диффузии. Ими можно пользоваться также и для экстракции, учитывая гидродинамические свойства системы жидкость—жидкость. [c.70]

Гетерофазная реакция возникает на границе раздела двух фаз (газ — жидкость, жидкость — жидкость, газ — твердое тело, жидкость — твердое тело, твердое тело — твердое тело). Гетерофазными являются реакции превращения твердых тел, сопровождающиеся образованием новой фазы. Далеко не всегда в гетерофазной системе реакция протекает гетерофазно (на границе раздела фаз). Например, если в системе газ — жидкость газообразный реагент реагирует в растворе и растворяется много быстрее, чем вступает в реакцию, то мы имеем дело с гомогенной реакцией в растворе, хотя исходная система гетерофазная. Таким образом, характер реакции в гетерофазной системе часто зависит от соотношения скоростей диффузии реагентов и их химического взаимодействия. [c.18]

В описанных периодических реакторах можно исследовать кинетику гомогенных реакций в растворах, гетерофазных реакций с участием несмещивающихся жидкостей, а также гомогенных и гетерофазных реакций в присутствии твердых гетерогенных катализаторов. При исследовании гомогенных реакций в растворах перемещивание реакционной массы необходимо только для равномерного термостатирования всей реакционной [c.67]

При гетерогенном катализе, так же как и при гомогенном, реакция ускоряется в результате открытия нового реакционного пути, требуюшего меньшей энергии активации. Изменение реакционного пути происходит благодаря промежуточному химическому взаимодействию реагирующих веществ с катализатором. При гетерогенном катализе промежуточные соединения возникают на поверхности катализатора, не образуют отдельных фаз и не обнаруживаются химическим анализом. Свойства этих поверхностных соединений отличаются от аналогичных объемных. Так, энергия связи в каталитических поверхностных соединениях меньше, чем в объемных молекулах, что обусловливает непрочность этих соединений. Возможны молекулярные, атомные и ионные поверхностные соединения с различными типами связи. Для цепных реакций катализ имеет"гетерогенно-гомогенный характер, т. е. на поверхности катализатора возникает радикал (гетерогенный акт), который и возбуждает цепную реакцию в объеме газа или жидкости (гомогенный акт). [c.224]

В двухфазных системах вода — органический растворитель липофиль- ые связывающие катио лиганды смещают равновесное распределение солей в сторону органической фазы. Это явление лежит в основе жидкость-жидко-стного меокфазного катализа, обеспечивающего перенос водорастворимого реагента (соли) через границу раздела фаз в органическую фазу, где осуществляется гомогенная реакция, скорость которой может быть намного выше скорости соответствующей гетерогенной реакции. Обсуждение межфазного катализа не входит в тему этой книги читатель может подробнее ознакомиться с межфазным катализом в хороших обзорах [656—658]. [c.338]

Плато на кривых зависимости скорость экстракции —интенсивность перемешивания является неоспоримым доказательством медленных гомогенных реакций, если показано, что поверхность изменяется в широких пределах [9, 100]. Маловероятно, чтобы Щ коэффициент массопередачи снижался с уменьшением диаметра капель в такой же мере, в какой возрастала поверхность фазового контакта. Так, Розен [101] считает, что для чистых жидкостей коэф-фициент массоотдачи слабо зависит от радиуса капли. Действи-тельно, изучение массоотдачи диэтилгексилфосфорной кислотой при переходе ее из декана в воду [102] показало, что для мелких капель f диаметром 1,0-10 —5,8-10" см коэффициенты массопередачи практически не зависят от диаметра. [c.400]

В работе Е. И. Мартюшина с сотр. [96] развит приближенный метод, позволяющий проанализировать влияние перемешивания жидкости на выход целевых продуктов для различных сложных реакций, протекающих в основной массе жидкости. При этом учитывалось, что, по крайней мере, скорость поступления одного из компонентов газа в основную массу жидкости определяется скоростью массопередачи, и поэтому влияние перемешивания жидкости может быть заметно иным, чем при протекании гомогенных реакций. Анализ проведен на основе представлений о том, что концентрация продукта быстрой реакции А + В Г, заканчивающейся в пограничном слое, либо постоянна во всей основной массе жидкости, либо пропорциональна начальной концентрации хемосорбента Вщ. Предполагается также, что все реакции — первого порядка по каждому из компонентов. Рассмотрены реакции типа [c.157]

Выход радикалов с поверхности в объем доказан путем измерения константы скорости гомогенной реакции квадратичной рекомбинации радикала ROO методом хемилюминесценции [440]. Опыты проводили следующим образом. В раствор гидроперекиси кумила в хлорбензоле добавляли РегОз и встряхивали смесь. Затем быстро отфильтровывали катализатор и переводили раствор в ячейку хемилюминесцентной установки. Для усиления интенсивности свечения в раствор вводили активатор — 9,10-дибромантрацен. Если распад гидроперекиси сопровождается выходом образовавшихся радикалов в объем жидкости, должно появиться свечение раствора, вызванное рекомбинацией радикалов, прощедших через фильтр (вместе с растворам. При этом иитенсивность свечения во времени должна падать из-за отсутствия источника образования иовых радикалов и из-за их расходования при рекомбинации. Именно такое явление я наблюдали на опыте. Контрольные опыты показали, что раствор гидроперекиси без предварительного ко.нтак-та с катализатором в этих условиях свечения не дает. Из этих данных методом хемилюминесценции была определена константа скорости рекомбинации радикалов ROO к [c.269]

Гомогенные реакции в жидкостях были исследованы в водной, спиртовой и эфирной средах, которые вследствие высоких диэлектрических констант обладают сильным диссоциирующим и сольватирующим эффектами. Индиферент-ные растворители, например алифатические и ароматические углеводороды, четыреххлористый углерод и др., дают менее сложные условия. Существует очень тесная связь между растворителем и реагирующиш компонентами системы. Иногда молекулы растворителя оказывают активирующее, а в других случаях деактивирующее действие. Растворитель может иметь огромное значение, вызывая изменение скорости реакции, иногда больше чем в тысячу раз [302]. Доказано [313], что разложение пятиокиси азота происходит с одинаковой скоростью как в растворе четыреххлористого углерода, так и в газообразном состоянии. Аналогично рацемизация пинена происходит с одинаковыми скоростями в растворе чистой жидкости и в газообразном состоянии [459]. С другой стороны, бимолекулярные реакции, исследованные Христиансеном [88] и Норришем и Смитом [360], протекали значительно медленнее в растворах, чем в газообразном состоянии. Деактивирующее действие объяснялось тем, что эффективность бимолекулярных соударений между молекулами в присутствии растворителя понижается в десять и больше раз. [c.198]

Реактор емкостного типа является одним из наиболее распространенных реакционных аппаратов. Такой реакюр применяется для гомогенных реакций в жидкой фазе или гетерогенных реакций в системах жидкость— жидкость (эмульсии) и жидкость— твердое вещество (суспензии). Изготовляется в виде емкости с [c.581]

Изменение масштаба процесса (заметим, что это относится как к его увеличению, так и к уменьшению) подвергает самому суровому испытанию все компоненты модели, полученные экспериментальным путем. Даже такие факторы, как константы скорости химических реакций, которые, как можно было бы ожидать, не должны меняться в зависимости от размеров реактора, не остаются неизменными. Например, селективное каталитическое окисление пропилена с получением акролеина и акриловой кислоты может перейти в цепную реакцию горения с выделением СО2 и СО [118]. В процессах, проте-каюпщх с участием радикалов и характеризующихся влиянием стенок сосудов, форма и размер аппарата становятся существенно важными факторами общей кинетической картины. Только в самых простых случаях, таких, как некоторые гомогенные жидкофазные реакции, можно рассчитывать на то, что кинетических данных, полученных лабораторным путем, будет достаточно для значительного масштабирования. Впрочем, и после того как будет подучена твердая гарантия, что эффект стенок отсутствует и что реакции будут идти с теми же скоростями, а константы скорости останутся прежними, введение в процесс даже такого, казалось бы, безо дного компонента, как перемешивание исходных компонентов, порождает проблему масштабирования. Ведь даже в условиях так называемой гомогенной реакции одно дело перемешивать жидкости в лабораторном сосуде и совсем другое — в реакторе емкостью 20 м . Форма и размер реактора, расположение штуцеров, через которые подаются жидкости, подлежащие перемешиванию, и гидродинамический режим, обусловленный геометрией пространства около ввода сырья, — все эти факторы будут оказывать существенное воздействие на характер перемешивания. [c.258]