Закон действия масс и гетерогенные процессы

В 1889 г. В. Нернст сформулировал правило произведения растворимости, применив закон действия масс к выпадению осадка электролита из его насыщенного раствора произведение концентраций ионов малорастворимой соли в ее насыщенном растворе есть величина постоянная при постоянной температуре. Это правило — одно из следствий второго начала термодинамики в применении к равновесной системе раствор — осадок. Система осадок — маточный раствор представляет собой гетерогенную, двухфазную систему. В процессе растворения или кристаллизации концентрация осаждаемого вещества в растворе остается постоянной, поэтому ее активность в заданных стандартных условиях принимается равной единице. Активность растворенного вещества в насыщенном растворе постоянна а=/(. [c.70]

Следует подчеркнуть, что принцип Ле Шателье применим не только к однородным, гомогенным системам, но и к неоднородным, гетерогенным системам. При этом необходимо иметь в виду, что закон действующих масс применим к гетерогенным системам лишь с определенными допущениями. Область его применения ограничена лишь однородными частями равновесий системы. Равновесие же между неоднородными частями системы не подчиняется закону действующих масс. Химическое равновесие в гетерогенных системах демонстрируется в опытах 48 и 49. В опыте 50 имитируются процессы, протекающие в природе при образовании соляных месторождений. [c.102]

ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ — константа равновесия гетерогенной реакции растворения (или обратной реакции осаждения) малорастворимой соли в определенном растворителе. Процессы образования и растворения осадков имеют большое практическое значение для различных отраслей науки и промышленности. Константа равновесия реакции растворения, называемая произведением растворимости ПР , является произведением концентраций соответствующих ионов в насыщенном растворе. Эта величина постоянна при постоянной температуре и давлении и может быть одной из основных характеристик осадка, на основании которой изменяют растворимость осадка, рассчитывают оптимальные условия осаждения. Правило постоянства произведения концентраций вытекает из закона действующих масс, если его применить для насыщенного раствора малорастворимого электролита. Например, в насыщенном растворе хлорида серебра содержатся отдельные ионы Ag+ и С1 , находящиеся в равновесии с твердой фазой Ag l [c.204]

Предположение о механизме гетерогенной реакции (например, протекает ли она в газовой фазе или на поверхности раздела фаз) не является обязательным для вывода закона действующих масс в гетерогенных системах, поскольку термодинамика позволяет судить о равновесии процесса лишь по исходному и конечному состоянию системы. [c.243]

Аналогично и процесс экстрагирования можно рассматривать как обратимую гетерогенную химическую реакцию, подчиняющуюся закону действующих масс. Например, при экстрагировании нитрата церия трибутилфосфатом (ТБФ) экстрагируется нейтральная [c.185]

Равновесная теория, основанная на применении закона действия масс к процессу гетерогенной химической реакции между зернами ионита и омывающим их раствором. При этом вводится коэффициент обмена, который соответствует количеству нонов В, присутствующих 1В растворе, находящемуся в равновесии с зернами ионита. Этот раствор должен содержать 1 г-экв подвижного иона В вместе с 1 г-экв неподвижного иона А. Если [c.97]

Скорости подвода реагентов к реакционной поверхности и отвода от нее продуктов реакции (стадии переноса вещества) определяются процессами конвекции и диффузии они зависят от вязкости среды и других факторов, которые не учитываются законом действия масс. Поэтому часто к гетерогенным взаимодействиям закон действия масс неприменим, о если лимитирующей стадией гетерогенной реакции является само химическое взаимодействие, а не диффузионные или какие-либо иные сопутствующие процессы, можно ожидать совпадения между измеренной скоростью реакции и вычисленной по закону действия масс. [c.119]

Принцип структурного разупорядочения. Если кристалл находится в равновесных условиях, то концентрации дефектов взаимосвязаны и квазихимическое приближение, основанное на применении закона действия масс, позволяет найти зависимость концентрации любого сорта дефектов от параметров состояния. В рамках подобных представлений удалось объяснить многие теплофизические, электрические, магнитные, оптические и механические свойства материалов, а также воздействовать на интенсивность процессов, протекающих с участием твердых фаз (структурные превращения, окисление металлов и сплавов, процессы спекания, гетерогенного катализа и твердофазные реакции). [c.167]

В гетерогенной системе может происходить перенос вещества диффузией между разными фазами кроме того, между молекулами в данной фазе может проходить химическая реакция. Если химический процесс является равновесным, то между веществами (концентрациями веществ) в равновесной смеси устанавливается строго определенное распределение. В гомогенной или гетерогенной системах связь между равновесными концентрациями веществ устанавливается с помощью закона действующих масс. [c.156]

Типичная форма изотерм адсорбции (связанная с заполнением свободного поверхностного слоя и задержкой процесса по мере заполнения) и подчинение уравнению Ленгмюра считались ранее признаком, позволяющим отличить коллоидно-химический процесс адсорбции от гетерогенной химической реакции, описываемой законом действия масс. Этот критерий различия между двумя типами процессов упоминался в учебниках и использовался в научных работах. Однако между изотермой Ленгмюра и законом действия масс не существует принципиального различия. [c.91]

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]

I. ЗАКОН ДЕЙСТВИЯ МАСС В КИНЕТИКЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ [c.44]

Применяя закон действия масс для гетерогенных процессов, например для реакции угля с кислородом [c.80]

Типичная форма изотерм адсорбции (связанная с заполнением свободного поверхностного слоя и задержкой процесса по мере заполнения) и подчинение уравнению Лэнгмюра считались ранее признаком, позволяющим отличить коллоидно-химический процесс адсорбции от гетерогенной химической реакции, описываемой законом действия масс. Этот критерий различия между двумя типами процессов упоминался в учебниках и использовался в научных работах. Однако, как показали современные работы , между изотермой Лэнгмюра и законом действия масс не существует принципиального различия. Для того чтобы убедиться в этом перейдем от кинетической трактовки к термодинамической. Запишем для химической реакции /L -f тМ (/Q rR известное выражение равновесия через химические потенциалы [c.89]

При выводе закона действующих масс не делалось никаких особых предположений о фазовом составе системы, поэтому его можно примен ять как к гомогенным, так и к гетерогенным системам. В гл. 23 уже были разобраны некоторые Частные случаи равновесия в гетерогенных системах, которые, однако, нельзя назвать химическими реакциями — они подчиняются более юбщим физическим закономерностям. В этой главе будут более подробно рассмотрены такие гетерогенные процессы. Все коли- [c.274]

Типичная форма изотерм адсорбции (связанная с заполнением свободного поверхностного слоя и задержкой процесса по мере заполнения) и подчинение уравнению Лэнгмюра считались ранее признаком, позволяющим отличить коллоидно-химический процесс адсорбции от гетерогенной химической реакции, описываемой законом действия масс. Этот критерий различия между двумя ти- [c.82]

Таким образом, процедура качественного химического анализа представляет собой последовательное отделение анаштических групп с дальнейшим откры-таем входящих в них ионов систематическим или дробным методами. В ходе выполнения анализа как систематическим, так и дробным методами аналитик управляет поведением ионов в растворе, прежде всего их концентрациями. Такое управление возможно на основе равновесных реакций путем смещения равновесий. В распоряжении аналитика два типа рав1ювеспых процессов — гомогенные и гетерогенные равновесия. Гомогенные равновесия — это диссоциация — ассоциация, окисление — восстановление, гидролиз, нейтрализация, комплексообразование. Количественное описание этих равновесий основано на законе действующих масс и уравнении Нернста для окислительновосстановительного потенциала системы. К гетероген-ныи равновесиям относятся, прежде всего, растворение и осаждение осадков, экстракционное распределение между двумя жидкими фазами и хроматографические процессы. Расчеты положения гетерогенного равновесия возможны на основе констант межфазных распределений, в первую очередь правила произведения растворимости. [c.72]

Основой кинетики реакций на поверхностях твердых тел в идеальном адсорбированном слое является закон действующих поверхностей . Этот закон, сформулированный И. Лэнгмюром [327] одновременно с теорией адсорбции, занимает в кинетике гетерогенных каталитических процессов место, аналогичное месту закона действующих масс в кинетике гомогенных реакций. [c.134]

Тот факт, что закон действия масс в химической кинетике применим только к отдельным элементарным стадиям для гетерогенных процессов означает, что под свободным адсорбционным центром в выражении (III.1) подразумевается только набор одинаковых во всех отношениях центров адсорбции. Для энергетически неоднородной поверхности различные центры адсорбции приходится учитывать так же, как и различные по своей природе молекулы в газовой фазе, т. е. каждому типу центров адсорбции соответствует отдельное уравнение вида (III.1) — (111.3). [c.45]

В практике течение гетерогенных процессов часто осложняется названными явлениями. Поэтому ожидать совпадения между скоростью, вычисленной по закону действия масс, и скоростью, полученной в опыте, можно только тогда, когда продукты реакции хорошо растворимы и скорость всего процесса определяется скоростью химического взаимодействия, а не диффузионными явлениями. [c.87]

При постановке этой работы мы прежде всего исходили из того положения, что процесс катионного обмена представляет собой гетерогенную химическую реакцию, подчиняющуюся закону действующих масс. Из всех возможных для данной системы реакций наиболее полно протекает та реакция, которая ведет к образованию наименее растворимого соединения. Поэтому представилось вероятным, что в тех случаях, когда сорбируемый катион образует малорастворимое соединение с активными группами катионита, величина сорбции катионитом данного иона (обменная способность) будет сравнительно велика и избирательна по своему характеру. [c.490]

Ионообменный процесс является гетерогенной химической реакцией, протекающей на поверхности катионита, и подчиняется закону действия масс. [c.331]

ЗАКОН ДЕЙСТВИЯ МАСС И ГЕТЕРОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ 28. Произведение растворимости [c.100]

Поскольку процесс ионного обмена подчиняется определенным стехиометрическим соотношениям, вполне естественно, что термодинамически его можно рассматривать как некоторый частный случай гетерогенных химических процессов. Последовательное применение такого подхода приводит к распространению на ионный обмен уравнения изотермы-изобары химической реакции, определяющего дифференциальное сродство процесса, и его следствия — закона действующих масс. [c.75]

В заключение этого параграфа отметим, что в гетерогенном катализе величины энергии активации не столь однозначны, как в гомогенной кинетике. Действительно, в случае элементарных гомогенных реакций, описываемых законом действующих масс, энергия активации является табличной величиной, характеризующей вместе со значением предэкспоненциального множителя скорость данной реакции в заданных условиях, изменение которых обычно не ведет к изменению характера кинетической зависимости. В гетерогенных каталитических процессах, в подавляющем большинстве являющихся сложными, наблюдаемое значение энергии активации зависит от механизма реакции, вытекающего из него кинетического уравнения, зависящего также от природы примененного катализатора, области покрытий поверхности, адсорбируемости компонентов, а также от некоторых других факторов, например, пористости катализатора. Следовательно, одной и той же реакции могут отвечать различные значения наблюдаемой энергии активации, которые в силу сложности [c.52]

Кинетика гетерогенных процессов в однокомпонентных системах. Фазовые превращения химически однородных веществ (испарение и конденсация, плавление и кристаллизация, сублимация и десублимация) — примеры гетерогенных процессов в однокомпонентных системах. Эти процессы характеризуются определенной энергией активации, поэтому константы их скоростей как функции температуры выражаются уравнениями типа (V,16). Рассмотрим систему жидкость пар с кинетической точки зрения. Согласно закону действия масс, скорости испарения и конденсации равны i. f n = -Кисп И = Ккон . где Р — давление пара при данной тем- [c.200]

Зависимость скорости гетерогенной химической реакции от поверхностной концентрации реагентов, так же как и зависимость скорости гомогенной реакции от объемной концентрации, определяется законом действующих масс (V.3). Так, например, зависимость скорости процесса Si (к) + О2 (г) — 5)0г (к) при 7= onst от поверхностной концентрации кислорода имеет вид [c.113]

Измерение скорости гетерогенных реакций в моль/(л-с) приводит к тому, что V становится функцией площади реакционной поверхности S, так как чем больше эта площадь, тем больше и число столкновений молекул реагирующих веществ, находящихся в разных фазах гетерогенной системы. Следует отметить, что при Т = onst на единице поверхности раздела фаз число столкновений молекул постоянно, и при правильном толковании закона действующих масс применительно к гетерогенным процессам скорость гетерогенной реакции (V. 17) не зависит от площади поверхности раздела фаз генной реакции (V.18) не замсит от объема системы. [c.114]

J Константа равновесия. Количественно подвижное равновесие для гомогенных процессов и гетерогенных процесов, идущих в кинетической области, измеряется константой равновесия. В физической химии константа равновесия определяется как величина термодинамическая, однако ее можно вывести также из закона действующих масс, согласно которому скорость химической реакции в данный момент прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ. Для реакции (11) скорость прямой реакции [c.60]

Основой кинетики гетерогенно-каталитических процессов в идеальном адсорбированном слое является сформулированный И. Лэнг-мюром закон действующих поверхностей, аналогичный закону действующих масс для гомогенных реакций. [c.120]

Основой кинетики гетерогенно-каталитических процессов В идеальном адсорбированном слое является сформулированный 1енг-мюром закон действующих поверхностей, аналогичный закону действующих масс для гомогенных реакций.Рассмотрим, например, обрати-цую реакцию + дБ > С 2,1), (щ.б) [c.127]

В теориях гетерогегпюго катализа, или катализа на поверхности, допускается, что скорость химического процесса возрастает при адсорбции молекул реагирующих веществ на мелкораздробленных частицах катализатора уже по закону действия масс, в результате простого повышения концентрации реагирующих молекул. Но особенно важно, что в результате адсорбции создаются предпосылки для более легкого взаимодействия определенным образом ориентированных на поверхности катализатора молекул друг с другом, т.е. для повышения процента успешных столкновений взаимодействующих частиц. Можно также думать, что при гетерогенном катализе решающую роль играет действие силового поля катализатора. Под влиянием силового поля, возникающего вокруг определенных химических группировок на поверхности катализатора, электронная структура адсорбированных молекул несколько отклоняется от обычного устойчивого состояния, и это создает условия для более легкого их химического взаимодействия с молекулами второго вещества, участвующего в реакции. [c.113]

В теориях гетерогенного катализа, или катализа на поверхности, допускается, что скорость химического процесса возрастает при адсорбции молекул реагирующих веществ на мелкораздробленных частицах катализатора уже по закону действия масс, в результате фостого повышения концентрации реагирующих молекул. Но особенно важно, что в результате адсорбции создаются предпосылки для более легкого взаимодействия определенным образом ориентированных на поверхности катализатора молекул друг с другом, т. е. для оовышения процента успешных столкновений взаимодействующих частиц. Можно также думать, что при гетерогенном катализе решающую роль играет действие силового поля катализа- [c.117]

При изучении количественных закономерностей ионообмена было установлено, что ионообменные процессы между твердой и жидкой фазами являются гетерогенными, обратимыми и подчиняются правилу эквивалентности. Это было доказано с помощью разработанного нами метода изучения обратимых процессов ионообмена с применением радиоактивных индикаторов для обмена катионов щелочных, щелочноземельных и тяжелых металлов на сульфокатионитах, когда в реакции принимают участие только одноименные активные группы и ионообмен не сопровождается вторичными процессами. Процесс описывается уравнением, основанным на законе действующих масс для обмена двух ионов любой валентности [c.284]

Как уже отмечалось, со, времен Р. Бойля образование трудно растворимых соединений широко используется как для распознавания отдельных веществ, так и для их выделения из растворов. Т. Е. Ловиц был первым исследователем процесса кристаллизации. Он установил условия выделения трудно растворимого вещества из пересыщенного раствора и в частности роль затравки , т. е. маленького кристаллика, вокруг которого начинается кристаллизация. Н рнст в 1889 г. разработал теорию кристаллизации из раствора, находящегося в равновесии с выпадающим из него осадком, и показал, что количественное выражение константы этого процесса можно записать, формально применяя к равновесию между раствором и выпавшими из него кристаллами закон действия масс. Таким образом, теория ионных равновесий была распространена и на гетерогенные системы. Несколько позже русский химик П. П. Веймарн ввел представление об относительном пересыщении и его влиянии на скорость кристаллизации и тетановил основные правила кристаллизации из гомогенного раствора. Эти правила дают нам возможность изменять по своему" усмотрению размеры и свойства выпадающих кристаллов. Наконец, тот же Вейма рн доказал, что меняя растворитель и условия [c.11]

Следует однако предостеречь от слишком упрощенного применения закона действия масс к гетерогенным реакциям с участием твердых тел. На твердых поверхностях происходят адсорбционные явления, и если реакция идет около этих поверхностей (как это имеет место в большинстве гетерогенных каталитических процессов), то скорость ее определяется концентрацией на поверхности или около нее последняя часто значительно разнится от концентрации в объеме. Отсюда вытекают много- и лeнныe случаи кажущегося нарушения закона действия масс [c.415]