Задача кинетики

Итак, сложный химический процесс, состоящий из ряда параллельных и последовательных простых реакций, можно описать системой дифференциальных уравнений, включающих скорости отдельных стадий. Решение системы дифференциальных уравнений — уже проблема математическая. Однако проинтегрирована ли система уравнений и получено ли окончательное решение в элементарных функциях, моделируется или рассчитывается процесс на ЭВМ, необходимо знать значения констант скоростей простых реакций. В формальной кинетике не раскрывается природа констант скоростей реакций. Константы входят как постоянные множители, значения которых определяются из опытных данных. Важнейшей задачей кинетики является раскрытие закономерностей, определяющих зависимость к от строения реагирующих молекул и условий опыта — температуры, среды, катализатора и других факторов. Задача эта решается двумя путями с одной стороны, идет накопление опытного материала о зависимости констант скоростей элементарных реакций к от различных факторов, с другой — делаются попытки создания теории элементарного химического акта и элементарных реакций, которая позволит предсказать значения к простых реакций в зависимости от строения реагирующих молекул и условий опыта. [c.556]

В-1.2. Прямая и обратная задачи кинетики [c.155]

Одной из сложных задач кинетики химических процессов является расчет энергии активации, т. е. определения того избыточного количества энергии, которым должна обладать молекула в момент столкновения, чтобы началась химическая реакция. Подобные исследования весьма трудоемки и требуют высокой точности эксперимента. В последнее время для вычисления энергии активации применяются косвенные методы, которые по своей точности не уступают прямым расчетным методам. [c.37]

При решении задач кинетики для пористых тел, где скорости течения пленок обычно невелики, можно пользоваться условием локального равновесия пленка — пар [c.27]

Начиная практический анализ той или иной конкретной задачи, кинетик обычно неявно предполагает, что исследуемый процесс лежит в классе простых кинетик вообще и, более того, принадлежит Аррениусовой кинетике в частности. В подавляющем большинстве случаев это предположение подтверждается дальнейшими исследованиями, однако возможна и иная ситуация (например, при высоких давлениях, а также для некоторых гетерогенных реакций закон действия масс может нарушаться [70]). В любом случае, однако, поскольку вид кинетики определяет основные закономерности процесса — строгость подхода предполагает не только полезным, но и необходимым предварительно идентифицировать кинетику исследуемого процесса. [c.112]

Раскрытие вида функции и составляет задачу кинетики. Обычно связь между диффузионным потоком и движущей силой процесса устанавливается через коэффициент пропорциональности, так называемый коэффициент массопередачи К. [c.9]

При решении некоторых задач кинетики вместо уравнений (9.124) удобнее иногда использовать несколько упрощенные формулы, получающиеся в предположении бесконечного времени запаздывай и я ( 9.3г). В таком случае полагают, что в любой момент > О появляется столько запаздывающих нейтронов, сколько их производилось при уровне мощности, существовавшим до момента времени = 0. Такая постановка задачи имеет определенную практическую ценность при изучении кинетики, когда в реакторе имеют место возмущения мощности в впде осцилляций, а также для исследования поведения системы на очень коротком интервале времени после введения начального возмущения. [c.427]

Рассмотрим теперь вопросы применения метода Монте-Карло к задачам химической кинетики. Система разбивается на "среду" и ансамбль "пробных частиц", причем среда описывается феноменологически через такие параметры, как концентрации отдельных компонент, температура и др. Учитывается только взаимодействие пробных частиц со средой. Если обратиться к задачам кинетики, то можно сделать вывод, что с помощью такого метода можно изучать системы, состоящие из небольшой примеси молекул интересующего нас газа к молекулам основного газа, являющегося "термостатом". Соотношение концентраций примеси и термостата должно быть таково, чтобы можно было учитывать только столкновения молекул примеси и частиц термостата. Естественно, что в ряде случаев на такие упрощения можно и нужно согласиться. Принципиальным является вопрос о построении нелинеаризованной модели. Такая возможность в принципе имеется и состоит в использовании идеи "периодических граничных условий". [c.201]

Одна нз наиболее простых задач кинетики неизотермических реакций — установление зависимости скорости реакций простых типов от температуры при заданном законе изменения темпера- [c.406]

Химическая кинетика изучает закономерности протекания химической реакции во времени, устанавливает эмпирическую связь между скоростью химической реакции и условиями ее проведения (концентрацией реагентов, температурой, фазовым состоянием, давлением и т. д.), выявляет факторы, влияющие на скорость процесса (нейтральные ионы, инициаторы, ингибиторы и т. д.). Конечный результат таких исследований — количественные эмпирические зависимости между скоростью химического процесса и условиями его проведения и количественное математическое описание химической реакции как процесса, протекающего во времени. При решении этой задачи кинетика опирается на современные методы анализа соединений — химические и физико-химические. Полученные результаты служат, в частности, основой для химической технологии при разработке оптимального режима процесса. [c.6]

Обратная задача. Кинетик-экспериментатор часто встречается с обратной задачей. Он проводит ряд опытов, получает набор кинетических кривых и на основании полученных результатов проверяет предполагаемую схему реакции, определяет порядок и константу скорости каждой из стадий. Эта задача нередко оказывается очень сложной и ее не всегда удается решить однозначно. [c.33]

Термодинамика на основе эмпирически введенного второго закона термодинамики, получившего позднее статистическое обоснование, позволяла описывать равновесие. Естественно, что возникла тенденция найти аналогичные методы для решения какого-либо круга задач кинетики. [c.413]

Раздельное изучение обеих характеристик уравнения (И) представляет интерес для установления истинного механизма каталитической реакции и является в настоящее время первоочередной задачей кинетики гетерогенного катализа. [c.79]

Скорости реакций зависят от многих факторов природы реагирующих веществ, концентрации, температуры, давления, присутствия катализаторов, а в случае фазовых превращений — также от ряда других условий (состояние поверхности раздела фаз, условий тепло-и массообмена и др.). Задача кинетики состоит в выяснении роли атих факторов и в установлении механизма реакций и фазовых превращений. [c.228]

Химическая кинетика. В задачи кинетики входят определение скорости реакции в гомогенной и гетерогенной среде, исследование зависимости скорости от концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, а также влияния излучения и катализаторов. Особенно важную роль в жизнедеятельности организмов играют биологические катализаторы белковой природы (ферменты), присутствующие во всех без исключения живых клетках и обеспечивающие протекание почти всех биохимических реакций в любом организме. Конечной целью кинетических исследований является установление механизма изучаемой реакции. [c.6]

В ЭТИХ расчетах физико-химическая природа констант скоростей не вскрывается, их значения определяют из данных эксперимента. Главная же задача кинетики— вскрытие закономерностей связи константы скорости с температурой системы, строением реагирующих молекул, влиянием катализатора или ингибитора. Накопление фактического материала в химической кинетике, как и в других разделах химической науки, является важнейшим инструментом познания. [c.177]

Кинет 1ка химических реакций. Предполагается, что лимитирующей стадией сложного химического процесса является непосредственное превращение одних веществ в другие. Основная задача кинетики химических реакций заключается в установлении зависимости скорости превращения от концентраций, давления и температуры. В кинетике химических реакций не учитывается влияние сопутствующих адсорбционных и диффузионных процессов на скорость превращения веществ. [c.12]

Поясним на простом примере, как работает теория графов при выводе стационарного кинетического уравнения. Это типовая задача кинетики сложных реакций. Обычно она решается следующим образом. Пусть задан механизм сложной реакции, в котором фигурируют наблюдаемые вещества, т. е. исходные реагенты я про- [c.70]

Евстигнеев В. А., Семенов А. Л. О системе аналитических вычислений, ориентированной на решение задач кинетики сложных реакций Ц Трансляция и оптимизация программ.— Новосибирск, 1984,— С, 172—175, [c.142]

Пользуясь уравнениями классической (статической) термодинамики, можно определять с достоверностью лишь начальное и конечное состояния квазистатических систем. Отсутствие в математическом аппарате статической термодинамики фактора времени не позволяет решать задачи кинетики процессов, которые, собственно, и определяют температурно-временные и другие режимы превращения материальных объектов, их смесей из начального в конечное состояние. [c.148]

Кинетика адсорбции. Некоторые соотношения, обсуждавшиеся выше, выведены на основе термодинамики для электрода с установившимся адсорбционным равновесием в отсутствие переноса заряда. Если эти условия не выполняются, то следует рассмотреть две кинетические задачи, кинетику самой адсорбции и слияние адсорбции на кинетику переноса заряда, происходящего на электроде. [c.74]

Полная модель реактора по форме совпадает с системой дифференциальных уравнений, описывающей кинетику химической реакции (см. пример 1.1), поэтому блок-схема рещения задачи кинетики (рис. 1.1) в принципе приемлема и для моделирования реактора в целом. Отличие разрабатываемой блок-схемы от рис. 1.4 заключается в том, что вместо параметра г - время будет использоваться X - длина реактора, [c.13]

Большинство химических реакций протекает в несколько стадий. Даже если скорость реакции описывается простым кинетическим уравнением, реакция может состоять из ряда стадий. Одной из задач кинетики является определение промежуточных стадий, потому что только таким путем можно понять, как протекает реакция. Отдельные стадии называются элементарными реакциями. Совокупность элементарных реакций представляет механизм суммарной реакции. При рассмотрении механизма говорят о молекулярности стадий, которая определяется числом реагирующих молекул, участвующих в элементарной реакции. Отдельные стадии механизма называются мономолекулярными, бимолекулярными или тримолекулярными в зависимости от того, одна, две или три молекулы вступают в реакцию на данной стадии. Для элементарных реакций молекулярность (моно-, би- и три-) совпадает с их порядком (соответственно первый, второй и третий), но по отношению к суммарной реакции эти термины не являются синонимами. Например, мономолекулярная стадия механизма имеет первый порядок, но реакция первого порядка не обязательно долл<на быть мономолекулярной, как будет показано ниже (разд. 10.12). [c.292]

Задачи кинетики адсорбции обычно рассматривают при известных коэффициентах массопереноса, численные значения которых и зависимость от основных параметров процесса определяют экспериментально. [c.204]

Во многих сложных химических процессах принимают участие разнообразные элементарные реакции образования и превращения активных частиц - радикалов, ионов, ион-радикалов, молекулярных комплексов и т. д. Поэтому, в-пятых, важной задачей кинетики стало изучение и описание элементарных реакций с участием химически активных частиц. Элементарные акты химического превращения разнообразны, они могут быть описаны тео тически методами квантовой механики и математической статистики. В-шестых, в химической кинетике исследуют связь между строением частиц-реагентов и их реакционной способностью. [c.16]

Диффузионная модель Дамкелера была применена для решения многих задач кинетики адсорбции в гранулах разной геометрической формы для линейной [4] и нелинейной изотерм адсорбции [5—9]. Задача кинетики адсорбции была решена также для неизотермических условий [10, 11]. Для резко выпуклой, так называемой прямоугольной изотермы эта задача сводится к случаю практически послойной отработки зерна [12]. Авторы настоящей работы также занимались некоторыми задачами, основанными на модели Дамкелера, и обосновали применимость метода статистических моментов к анализу кинетических данных как для случаев линейной и прямоугольной изотерм адсорбции [13], так и для изотермы Ленгмюра [9]. [c.296]

Если форма изотермы выпуклая, задача кинетики на асимптотической стадии процесса имеет достаточно простое решение. В этом случае на форму перемещающегося фронта сорбции действуют два основных фактора неравновесность сорбции, расширяющая фронт, и выпуклая форма изотермы, его сужающая. В результате конкурирующего действия этих двух факторов начиная с некоторого расстояния от входа потока по слою адсорбента станет перемещаться с постоянной скоростью фронт сорбции неизменной формы (стационарный фронт). [c.200]

Кинетика процесса экстракции. Основной задачей кинетики процесса экстракции является определение времени контакта взаимодействующих фаз, необходимого для достижения [c.610]

Открытое пламя или электрическая искра вызовут взрыв смеси Н, с О, аналогичное воздействие на смесь Н, с N3 не приведет к видимым изменениям. Прогноз поведения этих смесей, а именно предсказание самовоспламенения смеси Нз с F,, взрыва Н,—Оз-смеси при контакте с пламенем и отсутствие изменений в смеси Н, с N3, — задачи кинетики. [c.18]

Следует отметить, что область 0,05 н. концентраций, с которыми мы работали, по данным большинства авторов [3, 4], является областью перехода от внешнедиффузионной кинетики к внутридиффузионной. Здесь на скорость процесса оказывает влияние и диффузия в зерне ионита, и диффузия в пленке жидкости, прилегающей к зерну. Задача кинетики сорбции из растворов при одновременном учете внутренней [c.7]

Скорость гомогенных реакций зависит от многих факторов природы реагирующих веществ, концентрации, температуры, давления, присутствия катализаторов Задачи кинетики состоят в выяснении роли этих факторов и в установлении механизма реакций [c.87]

Переход от микроскопии элементарного процесса к макроскопии сложного химического процесса, характеризующегося одновременным протеканием множества элементарных стадий,— самое тонкое место всего исследования, требующее знания как конкретных значений кинетических параметров отдельных элементарных стадий, так и правил их взаимной увязки. Концентрируясь на решении последней задачи, кинетик часто рассматривает весь физико-химическйй подход под весьма специфическим углом зрения как потребитель значений кинетических параметров. Однако, если для физикохимика расчет значений кинетических параметров — одна из основных задач исследования, то для формального кинетика эти значения — лишь начальные приближения. В ходе формально-кинетического анализа происходит непрерывное уточнение и механизма сложного процесса, и значений кинетических параметро 1. В этом смысле формально-кинетический подход скорее не альтернатива физико-химическому, а его логическое продолжение на макроскопическом уровне. [c.104]

В задачах кинетики второго типа рассматривается влияние изменения температуры реактора па изменение нейтронного потока и энерговыделения во времени. Здесь также рассматриваются кратковременные эффекты, однако вклад кагкдой группы запаздывающих нейтронов в установление равновесия динамически стабильных систем учитывается. Аналитические модели, используемые для решения этих задач, получаются в принципе из так называемой модели Стейна [67]. [c.401]

Задачи кинетики третьего типа имеют дело с явлениями, которые вызывают длительные во времени изменения в нейтронном раснределепии. Это накопление и распад основных продуктов деления, отравляющих реактор. Оценивается влияние таких веществ на реактивность системы. Рассмотрение заканчивается изучением применения выгорающих добавок для компенсации этпх изменений в реактивности. [c.401]

Поэтому в настоящее время решены лишь отдельные частные задачи кинетики неизотермических реакций. Некоторые из них рассматринаются ниже. [c.394]

Интенсификация процесса поглощения примеси за счет поверхностной диффузии особенно отчетливо проявляется при сопоставлении скорости адсорбции таких веществ, как вода, цеолитами со связующими и без связующего. В последнем случае, как указывалось, вторичная пористая структура составлена сростками кристаллов цеолита и транспорт адсорбата эффективно происходит по поверхности этой силикатной поверхности, что значительно убыстряет процесс поглощения в целом. Поэтому скорость поглощения воды цеолитом без свя35 -ющего значительно выше, чем у обычных типов цеолитов, где вторичные поры выстланы не активным в кинетическом отношении материалом — глиной. Как будет показано ниже, в некоторых случаях это свойство цеолитов без связующего становится решающим при выборе типа адсорбента для решения конкретной задачи. Кинетика адсорбции [18] часто определяет выбор поглотителя. [c.189]

Известны попытки рассмотреть внутреннюю задачу кинетики адсорбции как химическое взаимодействие адсорбируемых молекул с некоторым числом активных центров поверхности. Например, для случая сорбции одной молекулы на двух адсорбционных центрах одновременно Трепнел [31] приводит уравнение [c.214]

Кинетика ионного обмена. Приведенный ранее анализ кинетики адсорбции в неподвижном слое сорбента применим и для ионного обмена. Как и в случае адсорбции, задача нахождения профиля концентраций в контактирующих фазах, длины слоя или времени процесса заключается в решении системы уравнений материального баланса (20.19), кинетики (20.20) и изотермы (20.56). В случае равнозарядных ионов решение задачи кинетики ионного обмена и ленгмюровской адсорбции в отсутствие продольного перемешивания представляется едиными уравнениями (20.46) и (20.47), различающимися лишь выражением фактора разделения г. В случае более сложных изотерм решение системы уравнений кинетики обычно находят численным методом с помощью ЭВМ. [c.212]

Основной задачей кинетики химических процессов является изучение скорости процессов, в нашем случае деструктивных, и влияния на них различных технологических факторов. Кинетику процесса деструкции ТГИ обычно изучают по характеру образованин летучих продуктов или по изменению массы твердого испытуемого образца. Потеря массы может быть описана интегральной и дифференциальными кривыми в координатах С (масса) — Т (температура). Дифференциальная [c.134]

В большинстие задач кинетики разреженного газа речь идет [c.83]

Одна из важнейших задач кинетики адсорбции — изучение механизма переноса сорбирующихся газов в пористых средах и установление количественных связей постоянной скорости переноса с физико-химическими свойствами вещества и структурой сорбента. Имеющиеся в литературе экспериментальные данные позволяют считать бесспорным тот факт, что скорость переноса сорбирующихся газов в микропорах больше скорости переноса несорбирующихся газов при прочих равных условиях [1—4Ь Для объяснения этого явления выдвинут ряд гипотез, которые можно разделить на две группы в соответствии с тем, относятся ли они к области малых, или к области больших заполнений сорбционного объема. В первом случае наиболее распространена гипотеза о поверхностной диффузии, во втором случае — гипотеза о гидродинамическом течении адсорбата по поверхности или в объеме микропор. [c.437]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология