Общая характеристика гомогенных химических процессов

Проведение реакций между двумя или более реагентами, находящимися в жидком или газообразном состоянии, представляет собой один из наиболее распространенных процессов химической технологии. На полноту химического превращения в реальном реакционном аппарате (реакторе) влияют многие факторы характер основной химической реакции, т. е. зависимость скорости реакции от концентрации реагентов тепловой эффект реакции установившаяся в зоне реагирования температура наличие побочных реакций подвод (отвод) теплоты от реакционной массы количество подаваемых в зону реакции реагирующих веществ и время их пребывания в зоне реакции характер гидродинамического перемешивания реакционной массы и т. Д. В общем случае степень превращения — основная характеристика работы химического реактора— зависит от всех перечисленных факторов. Для полного анализа химических, физико-химических и физических процессов в гомогенном жидкофазном реакторе, когда химическая реакция не сопровождается образованием паровой или твердой фаз, необходимо иметь I) стехиометрическое уравнение реакции и константу ее равновесия 2) уравнения неразрывности всех компонентов с учетом источника (стока) массы за счет химической реакции [c.106]

Наиболее характерным, и потому наиболее подробно изученным, примером цепного процесса является разветвленная цепная реакция окисления водорода, привлекшая внимание исследователей еще в конце 20-х годов благодаря наличию большого числа кинетических особенностей (три предела воспламенения, гомогенное и гетерогенное торможение, ускорение примесями инертных газов и т. д.). Вместе с тем химически эта система, содержащая атомы только двух типов, казалась предельно простой. Мы уже видели, что химическое своеобразие этой системы обусловлено тем, что энергетические и кинетические характеристики молекул На и Оз атома Н и радикалов О и ОН позволяют без особых трудностей провести единичный цикл (I), приводящий к эффективному разветвлению. Дело в том, что этот цикл не содержит ни одной сильно затрудненной стадии (энергия активации самого трудного процесса (1) составляет всего 16 тал моль). Хотя первый химически обоснованный вариант цепной схемы этого процесса появился только в 1937 г. 8], а уточнения его продолжались весьма интенсивно еще в течение 10—12 лет [9, 13], уже в 1934—1935 гг. было ясно, что в случае справедливости общих представлений теории разветвленных цепей концентрации радикалов в ходе процесса должны быть весьма высокими. Первым прямым экспериментальным доказательством этого вывода были опыты Кондратьева [14], показавшего спектроскопически, что свободный гидроксил действительно присутствует в зоне горения разреженных пламен водорода и окиси углерода и концентрация его достигает 0,03 мм рт. ст., т. е. в 10 раз превышает равновесное значение. Эти результаты имели важное принципиальное значение для всего развития цепной теории. [c.220]

Учитывать вид фаз р и б необязательно, поэтому реакцию (5.7) можно рассматривать как прямой аналог химических окислительно-восстановительных реакций в гомогенных системах (типа реакций (5.1)). Однако эта аналогия относится к общему виду и продуктам реакций, хотя их механизмы принципиально различны . Если реакция идёт в гомогенной жидкой фазе, ионы Ге2+ и Се + движутся вследствие тепловой диффузии, и необходимым условием реакции являются их столкновения. В то же время в гальваническом элементе эти ионы непосредственно не взаимодействуют друг с другом и вступают в независимые отдельные реакции на поверхности платиновых электродов. Ионы Ге2+ в процессе диффузии в растворе достигают поверхности электрода И, отдавая ему электрон, окисляются до На другом электроде происходит передача (перенос) электрона на ион Се +, Такой косвенный механизм передачи электрона и компенсации зарядов и Се , естественно, в значительной мере определяются свойствами материала электрода и т.п. Кроме того, скорость окислительно-восстановительной реакции очень сильно зависит от характеристик границы раздела электрод/ раствор. [c.146]

Константа скорости процесса представляет собой сложную величину. Она зависит не только от химических свойств реагирующих веществ, но и от их физических характеристик, конструкции аппарата, гидродинамических условий проведения процесса (скоростей потоков, степени перемешивания), диффузии реагирующих веществ и продуктов реакции. Если в гомогенных процессах диффузия протекает очень быстро и практически не влияет на суммарную скорость, то в гетерогенных системах диффузия, как правило,— самая медленная стадия, определяющая общую скорость всего процесса. Поэтому технологи в гетерогенных системах стремятся по возможности перевести процессы из диффузионной области в кинетическую, применяя высокие температуры. [c.56]