Влияние фазового состояния реагентов

Влияние фазового состояния реагентов [c.106]

Гетерогенные процессы, сопровождаемые химической реакцией, могут быть трех типов 1) когда реакция протекает на поверхности раздела фаз, этот тип характерен для процессов с участием твердой фазы Т — Ж Т—Г Г — Ж — Т и др. 2) когда реакции протекают в объеме одной из фаз после переноса в нее вещества из другой такие процессы наиболее распространены и могут идти с участием любых фаз в системах Г — Ж, Ж — Ж (несмешивающиеся), Т — Ж, Г — Ж—Т и др. 3) когда реакция происходит на поверхности вновь образующейся фазы этот тип возможен для процессов взаимодействия твердых фаз. Если гетерогенный процесс идет в кинетической области, то для первых двух указанных типов справедливы законы кинетики гомогенных процессов. При этом скорость процесса лимитируется скоростью химических реакций, описывается кинетическими уравнениями реакций, порядок которых зависит от числа и природы реагентов. Для кинетики гетерогенных процессов в диффузионной области характерны следующие особенности а) сравнительно малые величины условной энергии активации б) сравнительно малое влияние температуры на скорость процесса, что видно хотя бы из значений температурных коэффициентов диффузии, которые для жидкостей и газов колеблются в пределах 1,1—1,5 (если только повышение температуры не меняет фазового состояния реагентов) в) большое влияние турбулизации системы (перемещивания) на скорость процесса. [c.153]

Несмотря на то, что в литературе есть ряд работ по получению олигомеров хитозана при его взаимодействии с пероксидом водорода отсутствуют данные о кинетических закономерностях деструкции хитозана под действием этого окислителя. Также отсутствуют сведения о влиянии фазового состояния среды и различных факторов (концентрации реагентов, температуры, pH) на скорость реакции и состав продуктов. [c.501]

Объектом исследования химической кинетики является химический процесс превращения реагентов в продукты. Можно возразить, что химическая реакция является предметом исследования и ряда других химических дисциплин, таких как синтетическая и аналитическая химия, химическая термодинамика и технология. Следует отметить, что каждая из этих дисциплин изучает химическую реакцию в своем определенном ракурсе. В синтетической химии реакция рассматривается как способ получения разнообразных химических соединений. Аналитическая химия использует реакции для идентификации химических соединений. Химическая термодинамика изучает химическое равновесие как источник работы и тепла и т. д. Свой специфический подход к химической реакции имеет и кинетика. Она изучает химическое превращение как процесс, протекающий во времени по определенному механизму с характерными для него закономерностями. Это определение нуждается в расшифровке. Что именно в химическом процессе изучает кинетика Во-первых, реакцию как процесс, протекающий во времени, ее скорость, изменение скорости по мере развития процесса, взаимосвязь скорости реакции с концентрациями реагентов - все это характеризуется кинетическими параметрами. Во-вторых, влияние на скорость и другие кинетические параметры реакции условий ее проведения, таких как температура, фазовое состояние реагентов, давление, среда (растворитель), присутствие нейтральных ионов и т. д. Конечный результат таких исследований - количественные эмпирические соотношения между кинетическими характеристиками и условиями проведения реакции. В-третьих, в кинетике изучают способы управления химическим процессом с помощью катализаторов, инициаторов, промоторов, ингибиторов. В-четвертых, кинетика стремится раскрыть механизм хи- [c.15]

Идеальный подход заключается в установлении полного химического механизма процесса, значений элементарных констант и энергий активации элементарных стадий. Влияния увеличения вязкости и неоднородности среды могут быть теоретически учтены на основе теории клетки, гель-эффекта или гетерогенной полимеризации. Кинетическая модель используется, чтобы установить истинный механизм процесса. Далее, моделирование на ЭВМ применяется для сравнения различных типов реакторов и способов проведения процесса (фазового состояния реагентов), чтобы выбрать тип реактора и способ, обеспечивающий максимальные производительность и выход полимера с желаемой структурой. [c.267]

Начальными физическими состояниями реагентов, поступающих на горение, являются фазовое состояние (твердое, жидкое, газовое), давление, температура, точка кипения и испарения. Давление, с которым подается горючее (горючая смесь), влияет на толщину фронта пламени, которая определяет диаметр вершины конуса пламени. Температура горючего (горючей смеси) оказывает влияние на величину угла раскрытия пламени с увеличением температуры он уменьшается из-за уменьшения плотности поступающих газов. [c.64]

Превращение функциональных групп у полимеров протекает с меньшей скоростью, чем у низкомолекулярных веществ. Это связано с влиянием на реакционную способность функциональных групп полимеров структуры их цепей (изоляция функциональных групп, характер соседних групп), формы макромолекул (рыхлый или плотный клубок), фазового состояния полимеров (кристаллическое или аморфное). Перечисленные факторы определяют доступность функциональных групп макромолекул для химического реагента. [c.15]

Теория катализа должна быть отражением еще более сложного комплекса предметов и явлений. Кроме перечисленных выше факторов, она должна учитывать состав и природу катализатора, его фазовое состояние, геометрию его кристаллической структуры, его изменения под влиянием условий и реагентов, его физические данные. Она должна основываться на достоверных данных о характере промежуточных форм взаимодействия катализатора с реагентами и т. д. В связи с этим теория катализа должна строиться на обширном материале органической и неорганической химии, химии комплексных соединений, кинетики, коллоидной химии, электрохимии, физики твердого тела, кристаллографии и других областей науки. [c.120]

Скорость химического процесса (для не очень медленных реакций) определяется, нри прочих равных условиях, конпентрацией реагентов и эффективностью их смешивания. В этом отношении из трех фазовых состояний веществ газообразного, жидкого и твердого наиболее благоприятные условия для протекания химических реакций создаются в жидкой фазе (в, растворах). В газовой фазе скорость реакции невелика, вследствие малой концентрации реагентов, в твердой фазе — вследствие плохого смешивания, слишком медленной диффузии частиц. Надо добавить, что в жидкой фазе роль высокой концентрации реагентов не ограничивается количественным влиянием на скорость реакции. Благодаря высокой концентрации происходят также процессы изменения реакционной способности молекул (ионизация, комнлексообразование и "т. п.), что приводит к резкому повышению скорости некоторых реакций. [c.57]

Диффузия в пористых катализаторах. Перепое компонентов реакционной смеси внутри гранулы катализатора осуществляется главным образом посредством диффузии. Интенсивность диффузии внутри гранулы зависит от фазового состояния и состава реакционной смеси, физических свойств компонентов, составляющих реакционную смесь, строения пористой структуры катализатора, температуры и давления каталитического процесса. При изучении диффузии внутри пористого катализатора прежде всего необ.хо-димо учитывать влияние строения пористой структуры на интенсивность диффузии. Пористость катализатора, размер пор, их извилистость, форма и взаимное расположение — основные свойства пористой структуры, оказывающие влияние на интенсивность диффузии компонентов реакционной смеси внутри гранулы катализатора. Пористость катализатора, равная объему свободного пространства в единице объема пористой массы, определяет долю сечения гранулы катализатора, доступную для диффузии. Извилистость пор характеризует увеличение среднего пути диффузии, относительно длины в направлении, перпендикулярном внешней поверхности гранулы. Размер пор определяет механизм диффузии реагентов внутри пористой массы катализатора, если реакционная смесь является газофазной. При диффузии газов в порах молекулы каждого компонента реакционной смеси испытывают сопротивление своему движению в результате столкновения с молекулами других компонентов и с поверхностью пор. Если размер поры значительно превосходит длину среднего свободного пробега молекул газа, то число взаимных столкновений между молекулами будет значительно больше числа столкновений молекул с поверхностью поры. Перенос вещества будет протекать по закону молекулярной диффузии в свободном пространстве. Если размер пор значительно меньше длины среднего свободного пробега молекул газа, то молекулы сталкиваются преимущественно со стенками пор и каждая молекула двигается независимо от остальных. Такая диффузия называется кнудсеновской. В случае, когда длина среднего свободного пробега молекул газа соизмерима с размером пор, имеет место переходный режим диффузии. На режим диффузии жидкостей размер пор не оказывает влияния пока не становится соизмеримым с размером молекул жидкости. [c.60]

Значительное влияние на ход реакции оказывает фазовое состояние реагирующих веществ, изменяющееся с температурой. Химик в ряде случаев ограничен в выборе между жидкой и газообразной фазой необходимостью вести реакцию при высокой температуре, т. е. обычно в газовой фазе. Такая необходимость иногда связана с особенностями управления реакцией, о которых говорилось выше, или с малой реакционной способностью реагентов. [c.41]

Для кинетики гетерогенных процессов в диффузионной области характерны следующие особенности а) сравнительно малые величины условной энергии активации б) сравнительно малое влияние температуры на скорость процесса, что видно хотя бы из значений тедшературных коэффициентов диффузии, которые для жидкостей и газов колеблются в пределах 1,1—1,5 (если только повышение температуры не меняет фазового состояния реагентов) в) большое влияние турбулизации системы (перемешивания) на скорость процесса. [c.159]

Фактически это исследования кинетики процесса, хотя полная обработка экспериментальных данных проводитсй не всегда. Именно здесь возникают принципиальные вопросы. В каком объеме нужно проводить лабораторные исследования Достаточно ли формально-кинетического анализа или необходимо изучение детального механизма Сколько времени нуяшо на них потратить Как ограничить выбор каталитических (инициирующих) систем растворителей и различных добавок В каком объеме исследовать влияние температуры и давления Как выбрать наилучшее фазовое состояние реагентов [c.264]

В настоящее время уже достаточно подробно изучена роль растворителя и влияние изменения фазового состояния реагентов [2, 3] на такие процессы, как цепные реакции окисления углеводородов и других органических веществ, механизм протекания которых в газовой фазе был установлен благодаря работам Семенова, Хинщельвуда, Кондратьева и их учеников [4,5]. Работ, в которых содержались бы количественные данные о влиянии растворителя на другие радикальные реакции, имеется меньше в них нетрудно заметить общую тенденцию к разделению эффектов среды на эффекты электростатической сольватации и эффекты сольватации, обусловленные образованием слабых донорно-акцепторных комплексов между радикалом и растворителем. В соответствии с такой тенденцией, которая совпадает с характером подачи материала в этой части монографии, мы и будем рассматривать в данной главе литературные данные о влиянии растворителя на различные реакции с участием свободных радикалов. [c.352]

Межмолекулярное взаимодействие (высокая энергия когезии) оказывает решающее влияние на все свойства полимеров, делая последние резко отличающимися от низкомолекулярных соединений. Энергия когезии влияет на физическую структуру, на физические, физико-химические и химические свойства (химическую реакционную способность) полимеров. Межмолекулярное взаимодействие определяет агрегатное состояние из-за высокой энергии когезии у полимеров отсутствует газообразное состояние, и при нагревании они разлагаются. Межмолекулярное взаимодействие влияет на фазовое состояние полимеров, способствуя упорядочению макромолекул, в том числе кристаллизации, с образованием надмолекулярных структур различного типа (см. 5.3). Из-за высокой энергии когезии полимеры труднее растворяются, чем низкомолекулярные соединения, и для них труднее подбирать растворители (см. 7.1). Межмолекулярное взаимодействие делает полимеры химически менее реакционноспособными по сравнению с низкомолекулярными соединениями аналогичного химического строения, так как химическому реагенту для проникновения в массу полимера необходимо преодолеть энерг ию когезии. Внутримоле- [c.128]

В работе рассматривалось влияние ацеталий на периодическое расслоение эмульсии. При проведении опытов готовилась смесь из жидкостей, моделирующих нефть и пластовую воду, в которую добавлялись ацетали с различной концентрацией, максимальное значение которых не превышало 0,05%. Воду с добавлением реагентов и нефть при соотношении 1 5 перемешивали при комнатной температуре, после чего заливали в стеклянные трубки и помещали в холодильную камеру с температурой - 5°С. В проводимых опытах через то же контрольное время периодическое расслоение не наблюдалось. Результаты опытов можно понять из анализа фазовой диаграммы (рис. 6). Здесь крестом отмечено состояние, соответствующее микрогетерофазному без добавления химических реагентов. Диффузия ацеталей в нефтяную фазу переводит систему в состояние, близкое к бинодали, т. е. дальше от псевдокритичности. Теперь понижение температуры не переводит систему в область абсолютной неустойчивости под спинодаль. Следовательно, система не может расслоиться на периодические области. [c.19]

Естественно, что в случае катализатора, состоящего из одного вещества, его химическая природа является важным фактором. Именно это обстоятельство, а не фактор является причиной, объясняющей существование хороших и плохих катализаторов. Часто делались попытки свести зависимость энергии активации от химической природы катализатора к влиянию некоторых отдельных параметров вещества катализатора, особенно параметров е го кристаллической решетки. Как правило, это не приводит к существенным результатам. Очевидно, что химическая природа катализатора с ее влиянием на силы связей, воздействующие на реагенты, является одним из решающих факторов. Например, было показано, что энергия активации реакции разложения окиси азота на окислах щелочнозе.мельных металлов уменьшается в таком порядке, в каком увеличивается устойчивость (неустойчивой в действительных условиях реакции) перекиси. В некоторых случаях энергия активации для определенной реакции является постоянной, зависящей от природы вещества. Однако в других случаях на энергию активации влияет физическое состояние катализатора и его изменения, как, напри.мер, фазовые, магнитные и электрические превращения, механические напряжения, активированные поверхности, нарушения решетки и т. д. Все эти факторы могут из.менить, но не обязательно изменяют, энергию активации. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология