Молекулярная диффузия с поверхностными химическими реакциями

К физико-химической механике твердых тел примыкает соседняя область — физико-химическая механика жидкостей и газов. Она охватывает исследования молекулярно-поверхностных явлений, связанных с движениями в пограничных межфазных слоях, процессов диффузии и химических реакций в движущейся среде (проблемы химической гидро- и аэродинамики в более узком смысле). Сюда же следует отнести исследования процессов структурообразования в жидкостях и газах (образование взвешенных структурированных слоев в качестве фильтров при водоочистке или кипящих слоев при реакции твердых дисперсных фаз в виде взвешенных частичек). Эти вопросы уже непосредственно связаны с физико-химической механикой твердых материалов. [c.212]

Растекание жидкости по твердым телам и смачивание во многих случаях приводят к образованию устойчивых тонких пленок, находящихся в равновесии с объемной фазой [4]. Механизм растекания даже при отсутствии осложняющих явлений (испарение, растворение в твердом теле, химическая реакция) сложен. Растекание может обусловливаться движущей силой, связанной с поверхностными явлениями и вязким сопротивлением жидкости [1, 3]. Один из предельных механизмов растекания жидкости связан с молекулярной поверхностной диффузией [1]. [c.51]

Соотношения (4.36) и (4.37) указывают на то, что в общем случае в условиях развитой поверхностной конвекции р зависит от концентраций реагентов, константы скорости химической реакции, вязкости и коэффициента молекулярной диффузии, причем количественно характер указанных зависимостей определяется областью протекания химической реакции. Рассмотрим влияние различных параметров. [c.134]

Процесс переноса вещества внутри пористой гранулы будет, в общем случае, слагаться из диффузионных потоков (молекулярная, кнудсеновская, поверхностная диффузия), а также потоков вещества, обусловленных неизотермичностью внутри гранулы (термодиффузия), и результирующего массового потока, возникающего, как правило, вследствие протекания химической реакции на стенках. [c.427]

К первой группе методов следует отнести те, в которых поверхность фазового контакта известна и не изменяется на протяжении всего эксперимента. Это методы хорошо описаны в литературе [7—9]. Как правило, изучается массопередача через плоскую поверхность раздела фаз в условиях, когда перенос осуществляется благодаря молекулярной [8] или конвективной диффузии [9]. Естественно, такого рода эксперименты направлены на обнаружение поверхностного сопротивления ,, связанного с наличием медленной химической реакции на границе раздела фаз. [c.114]

Большое число экспериментальных и теоретических работ Посвящено изучению процесса экстракции, сопровождающегося химической реатсцией в объеме или на границе раздела фаз, что особенно характерно для процессов экстракции неорганических веществ И, в частности, металлов из водных растворов органическими экстрагентами. Теоретические аспекты описания массопередачи, - сопровождающейся химической реакцией, для случаев молекулярной диффузии с химическими реакциями в фазах и массопередачи с объемными реакциями при перемешивании в фазах, молекулярной диффузии с поверхностными химическими реакциями и массопередачи с поверхностными реакциями при перемешивании в фазах, рассмотрены в коллективной монографии [3], где для каждого случая записаны дифференциальные уравнения модели с граничными условиями и получены их решения для предельных случаев. [c.155]

Массопередача при перемешивании осуществляется в результате конвективной диффузии распределяемого вещества в фазах и в основном молекулярной диффузии через тонкий поверхностный слой. Переход через границу раздела фаз во многих случаях сопровождается химической реакцией образования экстрагирующегося соединения. [c.197]

Свойства обычно подразделяют на две группы. В одну группу относят такие свойства, изучение которых не связано с нарушением термодинамического равновесия плотность, теплоемкость, сжимаемость, диэлектрическая проницаемость, показатель преломления, интенсивность и степень деполяризации молекулярного расссяния света, коэффициент объемного расширения, давление пара, растворимость, поверхностное натяжение, осмотическое давление и т. д. На эти свойства и будет обращено здесь главное внимание. В другую группу входят свойства, изучение которых связано с нарушением термодинамического равновесия внзкость, теплопроводность, электропроводность, диффузия, температурный коэффициент электропроводности, время релаксации, скорость кристаллизации, скорость химических реакций и т. д. Хотя вторая группа не менее важна, чем первая, мы почти полностью исключаем ее из рассмотрения, так как круг вопросов, излагаемых в этой книге, ограничивается методами и проблемами, связанными с состоянием термодинамического равновесия. [c.192]

Таким образом, катализ на поверхности твердого тела должен состоять пз нескольких последовательных стадий. Сначала молекулы реагируюпшх веществ притягиваются к поверхностн молекулярными силами (физическая адсорбция), затем адсорбированные молекулы вступают в более тесное взаимодействие с атомами катализатора (хемосорбция). В результате снижения энергии активации при хемосорбции происходит химическая реакция, причем вновь образованные молекулы удерживаются иа поверхности силами молекулярного притяжения. Последним этапом катализа является десорбция продуктов реакции и диффузия их вглубь реакционного объема. На освободившейся поверхности катализатора весь процесс повторяется заново. [c.240]

В связи с тем, что до настоящего времени нет надежных расчетных методов определения различных коэффициентов диффузии и относительных интенсивностей процессов переноса за счет механизмов молекулярной, кнудсеновской и поверхностной диффузии для реальных пористых катализаторов, основную роль в теории играют методы, использующие понятие эффективного коэффициента диффузии. Эффективный коэффициент диффузии находится в результате решения обратных задач, т. е. определяется из условия применимости уравнений диффузии и теплопроводности с учетом химических реакций для описания процессов тепло- и массопереноса в пористых катализаторах. В качестве единственного параметра, определяющего массоперенос, коэффициент эффективной диффузии имеет ряд недостатков. Наиболее существенный из них — неоднозначность определения. Так, если провести экспериментальное определение эффективного коэффициента диффузии для одного и того же пористого катализатора, используя различные уравнения переноса, например в одном случае уравнение диффузии без источников, а в другом случае уравнение с источниками, учитывающими хихмические превращения, то чаще всего получаются совершенно различные значения. [c.69]

Число физических узлов определяется длиной макромолекул (молекулярным весом) полистирола и степенью разбавления его во время сульфирования. С понижением молекулярного веса полимера и снижением концентрации раствора число физических узлов уменьшается и понижается вероятность образования химических узлов [1 ]. Без растворителя или при малом количестве растворителя диффузия сульфирующих реагентов в глубь полимера становится затруднительной и реакция сосредоточивается только в поверхностных слоях, сопровождаясь интенсивной деструкцией полимера. Число физических узлов, превращенных в химические, определяется выбором сульфирующего реагента. Наиболее интенсивно протекают межмолекулярные реакции в случае применения хлорсульфоновой кислоты, в меньшей степени при сульфировании серной кислотой и еще меньше в случае использования комплексов SO3 с дихлорэтаном ] или с триалкил-фосфатом [c.110]