О равновесном осуществлении реакций

О равновесном осуществлении реакций [c.310]

Обратимые реакции. С помощью методов химической термодинамики можно рассчитать максимальный выход, достигаемый при осуществлении реакции в системе. Можно значительно увеличить скорость химической реакции с помощью катализаторов, но это не меняет равновесную степень превращения, которая остается той же самой при каталитической и некаталитической реакциях. В большинстве случаев проектировщик задается максимальными степенями превращения несколько меньше равновесных, так как реакции в промышленном масштабе необходимо проводить в пределах разумного интервала времени. Знание константы термоди- [c.100]

Итак, термодинамический анализ позволяет выяснить направление обратимой реакции ири различных условиях, дает возможность подсчитать теоретические равновесные концентрации продуктов реакции, исходя из константы равновесия. Однако для практического осуществления реакции одной ее термодинамической вероятности недостаточно. Надо, чтобы она протекала и с приемлемой для технологических целей скоростью и за время процесса достигалась необходимая степень превращения. [c.172]

Возможность осуществления реакции зависит от смещения равновесия вправо в III и IV процессах. Если [А+] и [0 ] в растворе оказываются больше равновесных концентраций этих ионов для процесса IV, то реакция идет в сторону образования вещества АО и уменьшения [А" "] и [0 ] в растворе. Уравнение этой реакции можно записать так [c.163]

И, наконец, остается рассмотреть последний, т. е. пятый, путь уменьшения реакционной способности металлов посредством снижения окислительно-восстановительного потенциала системы. Следует сразу же оговориться, что хотя этот путь и приводит к падению скорости катодной реакции, он отличен от рассмотренного до этого случая торможения катодной реакции. В предыдущем случае скорость катодной реакции, как было показано, замедляется благодаря созданию на поверхности металла пленок, представляющих диффузионный барьер для кислорода или другого деполяризатора. Уменьшение же окислительно-восстановительного потенциала системы связано, как правило, с уменьшением концентрации деполяризатора. На этом принципе, в частности, основаны методы борьбы с коррозией энергетических установок, заключающиеся в химических или термических способах удаления из воды кислорода. Уменьшая окислительный потенциал системы, смещают потенциал металла к значению равновесного потенциала реакции в данной среде, при котором скорости прямой (ионизации металла) и обратной (осаждения металла) реакций практически равны, т. е. к условиям, когда коррозии по существу нет (фах на рис. 1,1). Технология осуществления подобной защиты изложена ниже (см. стр. 251). [c.52]

Необходимым условием для осуществления реакции по механизму (1) является наличие реагента с сильно нуклеофильным атомом углерода. Если этот реагент одновременно обладает и высокой основностью, то при взаимодействии с алкенами, молекула которых содержит атом водорода, процесс будет осуществляться не только по механизму (1), но и по конкурирующему с ним механизму (2). С другой стороны, осуществлению механизма (1) способствует увеличение основности нуклеофила, причем основность атома углерода играет в этом случае второстепенную роль. Отношение скоростей процесса по механизмам (1) и (2) можно определить, изучив изотопный обмен. Дейтерообмен должен наблюдаться только в том случае, когда в первичной стадии процесса происходит отщепление протона. Если же механизм реакции заключается только во взаимодействии с атомом углерода, дейтерообмена не происходит (если только дейтерообмен не окажется возможным в результате независимого равновесного процесса). [c.303]

Нам известны пока только два способа, которые позволяют (хотя бы мысленно) проводить реакцию термодинамически равновесно. Первый способ — осуществление реакции в гальваническом элементе, второй — проведение реакции в так называемом ящике Вант-Гоффа. [c.311]

Смесь Нг и N2 затем пропускают через реактор, в котором имеется катализатор, под высоким давлением (объясните, зачем это нужно) и при умеренно высокой температуре (объясните также и это условие), в реакторе образуется равновесная система, состоящая из Нг, N2 и ЫНз. Для более полного осуществления реакции ее продукты охлаждают до конденсации аммиака, а остальные газы снова пропускают над поверхностью катализатора. Небольшую часть этого, повторно используемого газа постоянно выпускают из системы, чтобы предотвратить накопление благородных газов и метана, которые при значительной концентрации могут помешать протеканию нужной реакции (рис. 12.4). [c.356]

Скорость этого процесса мала во всех случаях, за исключением растворов с высокой активностью Н (кислот). Скорость разряда ионов водорода с образованием газообразного водорода при любом данном pH зависит от каталитических свойств поверхности катода. Это свойство в свою очередь определяется разностью потенциалов катода, на котором разряжаются ионы водорода, и равновесным потенциалом водородного электрода в том же самом растворе. Эту разность потенциалов в вольтах называют перенапряжением водорода. Чем выше перенапряжение водорода, тем медленнее происходит реакция (2) и тем медленнее происходит соответствующая анодная реакция (1), которая не может протекать быстрее, чем более медленная катодная реакция. Следовательно, скорость коррозии железа и стали в деаэрированной воде или в кислотах зависит от природы катализаторов, пригодных для осуществления реакции выделения водорода, Бонгоффер [1] показал, что величины каталитической активности различных металлов в отношении рекомбинации атомов газообразного водорода [c.429]

Разложение гексафторида плутония в отходящих газах реактора. Фторирование тетрафторида плутония. Большое значение для осуществления процесса фторирования окиси плутония имеет определение скоростей термического разложения гексафторида во время его перехода из горячего реактора в конденсатор. При фторировании двуокись плутония быстро превращается в тетрафторид плутония [3]. Следовательно, максимальное отношение гексафторида плутония к фтору в отходящих газах реактора фторирования должно определяться из равновесных данных реакции (1), причем это отношение будет равно или меньше значения константы равновесия при температуре фторирования. Константа равновесия уменьшается с повышением температуры. Поэтому отношение гексафторида к фтору в отходящих газах на пути от реактора к конденсатору будет превышать равновесное значение, что должно стимулировать реакцию разложения. Так как скорости разложения также уменьшаются с понижением температуры, целесообразно быстрое охлаждение отходящих газов. [c.134]

Ческие равновесные концентраций продуктов реакции, исходя из константы равновесия. Однако для практического осуществления реакции одной ее термодинамической вероятности недостаточно. Надо, чтобы она протекала и с приемлемой для технологических целей скоростью и за время процесса достигалась необходимая степень превращения. [c.159]

Катализатор не является источником свободной энергии. Он только ускоряет процесс установления термодинамически равновесных концентраций продуктов реакции. Если равновесие сдвинуто в сторону исходных веществ, то применение катализатора не поможет осуществлению реакции. [c.188]

Из данных табл. 9 следует, что синтез муравьиной кислоты из водорода и углекислоты не может представить практического интереса, так как для его осуществления необходимо применить очень высокие давлеиия. Так, например, при 90° Кр = 5,66. 10 . Примем, что в результате реакции СОг + Нг = НСООН в равновесной смеси содержится [c.358]

При осуществлении синтеза синильной кислоты из СО и NHa по реакции (V) максимальное содержание H N в равновесной смеси может достичь 50%. [c.383]

Ранее рассмотрен расчет равновесного состава для изотермических реакций. В реальных технических процессах, например, платформинге, гидрокрекинге, при окислении топлива в реактивном двигателе и др., реакции протекают в условиях, близких к адиабатическим. Для адиабатической реакции расчет равновесного состава по величине константы равновесия осложнен тем, что нужно предварительно установить температуру реакционной смеси на выходе из аппарата (или в конце процесса), но, в свою очередь, эта температура определяется возможной глубиной превращения. Таким образом, при расчете адиабатических реакций приходится пользоваться методом подбора чтобы обеспечить соответствие выходных температур и равновесного состава. Рассматриваемая ниже схема расчета адиабатической реакции справедлива для любых условий ее осуществления в проточных или статических аппаратах. [c.118]

Из данных табл. 88 видно, что по термодинамическим соображениям при умеренных температурах целесообразен двухстадийный процесс, т. е. раздельное осуществление дегидри- рования парафина и олефина. Даже в условиях высоких конверсий парафина и олефина при их раздельном дегидрировании проведение сложной реакции с одновременным получением олефина и диена наталкивается на термодинамические ограничения, причиной которых является повышенное содержание водорода в равновесной смеси. Термодинамические ограничения отсутствуют лишь при температурах выше 1000 К или при 1000 К и давлении в системе около 0,01 МПа. [c.316]

В работе [25] показана роль различных реакций риформинга в повыш йии октанового числа сырья при осуществлении процесса под средним давлением (рис. 1.22). Объемный состав гипотетического сырья 7% ароматических углеводородов, 44% нафтенов, 49% парафинов. В соответствии с распределением углеводородов по числу атомов углерода, а также изомерным составом углеводородов расчетное октановое число сырья 31. Дегидрирование нафтенов и изомеризация парафинов до равновесных концентраций позволяет довести октановое число бензина риформинга приблизительно до 70 (и. м.). Дальнейшее повышение октанового числа дает гидрокрекинг парафинов, однако эта реакция приводит к значительному снижению выхода жидких продуктов риформинга. Максимально рост октанового числа может быть достигнут только за счет дегидроциклизации парафинов. [c.60]

Поскольку в процессе осуществления равновесной изомеризации протекают как реакции изменения строения самих бицикли- [c.122]

В противоположность индуктору, катализатор не может служить источником свободной энергии, так как в результате реакции он остается в неизменном состоянии и, в частности, сохраняется его свободная энергия. Поэтому катализатор может только ускорить процесс установления термодинамически равновесных концентраций, но не может привести к получению сверхравновесных концентраций продуктов реакции. Если равновесие реакции сдвинуто в сторону исходных веществ, т. е. реакция термодинамически невыгодна, применение катализатора не может помочь осуществлению этой реакции. [c.243]

При рассмотрении того или иного химического процесса, например реакции получения необходимого вещества, могут возникнуть два вопроса. На первый вопрос — допускают ли равновесные соотношения осуществление реакции — ответ дает химическая термодинамика частично этот предмет рассматривается в дальнейших главах при обсуждении вопроса о химическом равновесии. Второй вопрос, обсуждаемый в этой главе, также очень ванген его можно сформулировать следующим образом при каких условиях реакция будет протекать достаточно быстро, чтобы данный метод имел практическое значение [c.322]

В отдельных случаях при образовании катодных включений точечная и язвенная коррозия может полностью объясняться локальными токами, возникающими вследствие разности равновесных потенциалов включений и твердого раствора, при этом величина стационарного потенциала будет ниже равновесного потенциала катодных включений. На развитие точечной коррозии могут оказывать существенное влияние разностный эффект, в ряде случаев усиливающий скорость растворения и возможность осуществления реакции типа Ме+2МеЗМе за счет продуктов анодного растворения. [c.67]

ЕсЛи не забывать о сказанном, то по уравнению (7.98) можно составить себе правильное представление о взаимосвязи величин, характеризующих равновесно-адиабатное осуществление реакции при р = onst [c.321]

Прп повышении температуры средняя поступательная энергия также увеличивается и появляется большая вероятность переносов больших энергий. Реакции с разрывами связей протекают все чаще и становится все более и более вероятным возбуждение максимально высоких колебательных состояний. Разрыв связи фактически можно рассматривать как колебание с бесконечно большой амплитудой. При еще более высоких температурах может происходить электронное возбуждение, включая ионизацию молекул. При чрезвычайно высоких температурах становятся возможны.ми ядерные реакции. В настоящее время основные усилия в поисках условий осуществления реакции ядерного синтеза для получения энергии в больших масштабах направлены па создание и поддержание очень высоких температур (10 К и выше) в относительно ко1щентрированном газе. На рис. 19.2 показаны изменения свойств равновесных состояний при различных температурах. На рис. 19.3 приведены истинные равновесные концентрации различных частиц в газообразном кислороде в широком температурном интервале. [c.63]

Для проведения реакции в условиях кинетического контроля отрыв протона проводят с помощью стернчески затрудненного основания [ (СНз)2СН] гНЫ в апротонном растворителе при низкой температуре (—78°С). Для осуществления реакции в термодинамически контролируемых условиях процесс проводят при действии алкоголята в спиртовом растворе при комнатной температуре, т. е. в равновесных условиях [5, 6] [c.233]

Большой теоретич. и экономич. интерес представляет создание топливных элементов. Как показывают расчеты по ур-нию Гиббса — Гельмгольца, для нек-рых реакций окисления топлива возможно 100%-ное превращение энергии горения в электрич. энергию. Однако нри применении термодинамич. расчетов предполагается осуществление реакций в топливном элементе в равновесных условиях, тогда как в действительности этп процессы протекают с низкими скоростями, что ограничивает кпд топливных элементов. Чтобы увеличить разрядные токи топливных элементов, используют электроды с развитыми поверхностями и стремятся различными способами ускорить электрохимич. реакции, подбирая материал электрода, состав электролита, повышая темп-ру и т. д. Исследование электродных процессов на электродах-катализаторах составляет предмет новой области науки — электрокатализа. Развитие электрокатализа во многом обязано быстрым темпам работ по созданию топливных элементов. Хотя проблема топливного элемента была выдвинута еще в прошлом веке, практич. успехи в ее разработке были достигнуты лпшь после второй мировой войны. [c.326]

Для очень быстрых реакций наблюдаемая скорость определяется скоростью переноса реагирующего вещества к наружной поверхности зерен (область внешней диффузии). Концентрации реагирующих веществ у нарун иой поверхности зерен в этом случае близки к равновесным, порядок реакции близок к первому и наблюдаемая энергия активации очень мала. Вследствие относительцо медленного переноса тепла реакции, теми-ра поверхности катализатора в этом случае отличается от темп-ры реакционной смеси и для экзотермич. реакций близка к темп-ре адиабатич. разогрева при полном превращении. Во внешне-диффузионной области протекают промышленные реакции окисления аммиака, окисления спиртов, поверхностного горения. В этой области активность катализатора не влияет на наблюдаемую скорость реакции, а лишь определяет границы условий осуществления реакции в области внешней диффузии. [c.236]

Как показали работы последних лет, характерная особенность восстановления органических соединений амальгамами щелочных металлов — протекание процесса в условиях максимальной адсорбции органического вещества, обусловленной близостью нулевых точек и равновесных потенциалов амальгам [43—45, 65, 74—77]. Это, согласно современным представлениям, облегчает течение восстановительных процессов и способствует осуществлению реакции гидродимеризации. Действительно, восстановление многих органических соединений амальгамами щелочных металлов часто сопровождается гидродимернзацией. [c.536]

Энергия активации реакций зависит не только от прочности связей, но и от других свойств реагирующих молекул. Так, минимальное расстояние, а которое должны подойти друг к другу молекулы для того, чтобы между ними произошла реакция, доллсню быть по всличипе сравнимо с равновесными расстояниями между атомами в реагирующих молекулах го. С другой стороны, когда молекулы сближаются на расстояние, равное сумме их газокинетических радиусов, между ними возникает сильное отталкивание. Чем меньше разница между величинами равновесных межатомных расстояний и суммы газокинетических радиусов молекул d), Тем меньшая энергия требуется для осуществления электронных переходов. Наоборот, чем больше разница между d и го, тем больше должен быть запас энергии соударяющихся молекул, необходимый для осуществления реакции. Таким образом, энергия активации реакций зависит от соотношения параметров молекул, определяемых строением их электронных оболочек. [c.118]

Металл отвешивают в лодочке в сухом боксе, заполненном аргоном затем лодочку переносят в контейнер, который закрывают, вынимают из бокса, присоединяют к вакуумной системе и откачивают. В систему вводят очищенных водород и определяют его количество, иЕмеряя давление, объем и температуру. Затем нагревают печь для осуществления реакции. Изменение температуры и время прогрева выбирают в зависимости от свойств гидрида. Количество иеирореагировавшего водорода определяют при некоторой оиределенной температуре печи, что позволяет рассчитать количество вступившего в реакцию газа. Если необходимо достигнуть максимального поглощения водорода при высоком конечном равновесном давлении, можно отключить реакционную камеру, добавить в систему еще некоторое отмеренное количество водорода и повторить обработку образца. [c.224]

В зависимости от условий осуществления реакции соотношение между различными элементарными стадиями изменяется. Все стадии, кроме лимитирующей, осуществляются в равновесных или квазиравновесных условиях. Например, на начальных этапах синтез ВаМо04 в порошкообразных смесях ВаСОз и МоОз лимитируется актами собственно химического взаимодействия, происходящего в местах тесного контакта исходных фаз и в местах контакта, обеспечиваемого адсорбцией паров МоОз. После же образования непрерывного слоя продукта взаимодействие переходит в диффузионный режим и лимитируется движением ионов через слой продукта [3]. [c.165]

В отсутствии внешнего магнитного поля возможно распределение по девяти уровням, но без внешних возбуждений (например, ударов быстрых электронов по атому, ударов фотонами или чужими атомами) электронная оболочка атома приходит в основное состояние и оба Зс(-электрона попадают на самый глубокий уровень Такое нормальное, равновесное состояние атома, подчиненного правилам Гунда, неудобно для осуществления реакции присоединения к данному атому других частиц, так как симметрия расположения орбитальных и спиновых векторов в свободном атоме обычно не отвечает той, которая должна устанавливаться после образования химических связей в молекуле. Как показал Ван Флек, первоначальной стадией химической реакции является расшатывание симметрии, устанавливаемой, согласно правилам Гунда, в отношении электрических и магнитных межэлектронных взаимодействий. Такое расшатывание, приводящее к случайному статистическому распределению спиновых и орбитальных векторов, может совершаться под влиянием беспорядочной бомбардировки атома налетающими на него частицами (атомами, электронами, фотонами) и требует затраты заметйой энергии возбуждения, которая называется энергией перехода в валентное состояние. Эту энергию не следует путать с энергией активации реакции, которая не сказывается на тепловом эффекте реакции в противоположность этому величина энергии возбуждения валентного состояния отражается на величине измеряемого на опыте эффекта. Чем больше число непарных электронов, которые надо привести в валентное состояние, тем обычно больше требуется энергии для нарушения правил Гунда. [c.91]

Тогда как крекинг протекает по необратимой реакции, дегидрированпе представляет собой реакцию равновесную, которая в случае пропана требует для своего осуществления примерно вдвое больше тенла, чем крекинг. Отсюда следует, что предпочтительно будет протекать реакция крекинга. При высоком нагреве бутана могут протекать три различные первичные реакции [c.50]

Для достижения определенной величины конечного превращения температура на выходе из реактора должна быть ниже, чем равновесная температура смеси продукта. Поэтому температура поступающего сырья должна быть ниже, чем Тна величину (Г орядка А Г С 41,- Для многих каталитических газовых реакций это условие приводит к такой низкой входной температуре, что осуществление процесса требует чрезмерно большого объема реактора. [c.212]

Как показано в разделе 4.1, в неподвижном слое катализатора, работающем с периодическим изменением направления подачи реакционной смеси, может установиться температурный режим, при котором разность Гтах Тщ мбжду макйимальной температурой в слое и начальной температурой свежей смеси намного превосходит величину адиабатического разогрева смеси при полной (или равновесной) степени превращения. Это происходит из-за того, что тепло реакции выделяется главным образом в зоне высоких температур, а периодические переключения направления движения газа как бы запирают эту зону внутри слоя. Предложенный нестационарный способ по сравнению с традиционными стационарными дает возможность создания оптимальных условий для осуществления обратимых экзотермических реакций в одном слое катализатора без сооружения промежуточных теплообменных устройств. Кроме того, этим способом можно перерабатывать слабокопцентрированные газы без их предварительного подогрева. [c.106]

В экспериментальном отношении осуществление равновесной изомеризации весьма несложно. Исходная смесь углеводородов обрабатывается бромистым алюминием ири комнатной температуре в течение 2—3 суток. Для контроля полноты реакции полезно добавлять репер, например этилциклогексан. Установление равновесия в системе этилциклогексан диметилциклогексаны гарантирует образование равновесных смесей для большинства моноциклических и бициклических углеводородов иного молекулярного веса. Более жесткие условия требуются для превращения некоторых трициклических углеводородов в гомологи адамантана. В этих случаях в качестве репера можно использовать тетрагидродициклопентадиен, превращение которого в адамантан гарантирует практически полное превращение других трициклических углеводородов в гомологи адамантана. [c.325]

С точки зрения равновесных концентраций реагирующих молекул повышение давления будет препятствовать ароматизации. Одиако оказывается необходимым применять в системе высокое давление водорода для насыщения непредельных продуктов побочных реакций крекинга. В случае отсутствия в системе высокого парциального давления ЁОДброда на поверхнссти катализатора протекают реакцни глубокого уплотнения ненасыщенных углеводородов с образованием кокса. При осуществлении процесса под давлением от селективности катализатора [c.223]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология