Сведения из химической кинетики

Технолог должен внимательно рассмотреть технологический проект как комплексную проблему — сопоставить данные по химической кинетике, тепло- и массопередаче, динамике процессов, а также сведения, касающиеся системы автоматического регулирования и ее приборного оснащения. [c.12]

В первой из них в компактной форме излагается тот минимум сведений по химической кинетике и теории химических реакторов, который необходим для составления математических моделей реакторов. Здесь же описывается процедура составления таких моделей и приводятся некоторые математические сведения, в основном по качественной теории дифференциальных уравнений. [c.8]

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКЕ [c.11]

Термодинамика не дает никаких сведений о времени, необходимом для достижения равновесия это уже неоднократно подчеркивалось выше. Термодинамика лишь сопоставляет исходное и конечное состояние реагирующей системы, характеризуя их такими функциями состояния, как Т, Р, V, Е, Я, 5 и С. Изменения этих величин не зависят от того, протекает реакция за наносекунду (10 с) или за эон (10 лет), а также от того, осуществляется реакция в одну стадию или в тысячу стадий, при условии что исходное и конечное состояния системы в каждом случае одни и те же. В отличие от этого кинетика занимается изучением скорости протекания реакций. Камень, скатывающийся по склону горы, останавливается и остается сколь угодное время неподвижным, если он встречает на своем пути барьер, высота которого может составлять даже небольшую часть высоты самой горы. Если этот камень будет случайно потревожен прохожим, вероятность того, что за определенный промежуток времени он перескочит через препятствие и продолжит скатываться с горы, зависит среди прочих факторов и от высоты барьера. Задачей химической кинетики является исследование барьеров химических реакций и установление их роли в замедлении реакций, а также путей преодоления барьеров при надлежащих химических условиях или их обхода при помощи катализаторов. [c.393]

Создавая математическую модель, исследователь формализует рассматриваемый процесс или элемент, представляя его в виде математической связи между входными и выходными параметрами. Точность воспроизведения сущности рассматриваемого процесса на модели будет зависеть от степени изученности его. Составление математического описания, например, процесса получения и выделения продуктов реакции основывается на степени изученности процесса и составляющих его элементов, на знаниях о всех существенных внешних и внутренних связях. Источником этих сведений обычно являются фундаментальные исследования в области термодинамики, химической кинетики и явлений переноса. Основываясь на фундаментальных законах термодинамики, можно записать уравнения для определения тепловой нагрузки на конденсатор, подогреватель, кипятильник, найти равновесные составы химической реакции и т. д. На основе законов химической кинетики можно установить механизм реакции, определить скорости образования продуктов. Как для процесса в целом, так и для отдельных его элементов записываются фундаментальные уравнения переноса массы, энергии и момента. С точки зрения машинной реализации математического описания процесса получения и выделения продуктов реакции этой задаче свойственны причинно-следственные отношения между элементами, так как модели и реактора, и колонны в своей структуре содержат большое число взаимосвязанных подзадач. В этом смысле к математической модели технологического процесса применимы общие принципы системного анализа. [c.8]

Можно оценить скорость физического транспорта на основе свойств и условий потока и геометрии системы. Предполагается, что читатель знаком с основами массо- и теплопередачи, поэтому необходимые сведения будут использованы без предварительных пояснений. В этой главе мы коротко упомянем о некоторых факторах, связанных с химической кинетикой, и дадим определение скорости химического превращения и степени превращения. [c.20]

Другие особенности курса состоят в следующем. Ему предпосланы краткие сведения из квантовой механики, необходимые как основа при современном изложении теории строения молекул и химической связи, спектроскопии, статистической термодинамики и химической кинетики. [c.3]

Прежде всего дадим краткий общий обзор предмета, в котором повторим уже известные сведения и приведем новые. Рассмотрение термодинамики и химической кинетики явится основой, позволяющей наметить общий план и пути изучения предмета. [c.20]

Если учесть всегда присутствующие в реакторе флуктуации температуры (внутри и на входе), концентрации реагентов, неточность сведений о кинетике химического процесса, погрешности огрубления модели (например, предположение о пространственной однородности слоя катализатора, позволяющее использовать одномерную по пространственным переменным модель), естественно считать состояния, соответствующие различным значениям Скорости подачи газовой смеси, равновероятными. Это касается только тепловых характеристик системы. Если функция u t) кусочно-постоянна и минимальное время imm сохранения ее постоянного значения намного больше времени пребывания смеси в реакторе, т. е. imm Тн, то концентрационные характеристики успевают отреагировать на переключения и даже достичь квазистационарного состояния. [c.110]

В рамках органической химии представления о том, как происходит термический крекинг алканов или других соединений углерода, начали развиваться задолго до того, как -появились исследования термического крекинга, так как сама химическая кинетика я вляется продуктом более позднего развития. Эти представления опирались на сведения о химическом составе продуктов крекинга различных соединений, получаемых путем химического анализа газов и жидких продуктов крекинга. Естественно, что с накоплением таких экспериментальных данных должно было начаться изучение проблемы крекинга. Только в тридцатых годах стало очевидным для исследователей, что для суждения о механизме крекинг-процесса необходимы точные опыты по изучению скорости распада, и появляются первые исследования по кинетике крекинга. К этому времени развитие экспериментальных методов изучения скоростей реакций достигло надлежащей высоты и стала возможной постановка кинетических опытов с точным учетом условий их. [c.16]

До настоящего времени все сведения о скоростях химических процессов и их энергиях активации получаются путем экспериментального изучения кинетики этих процессов. Расчетные методы химической кинетики позволяют рассчитать скорость химического процесса в каких либо условиях (например, при определенной температуре и концентрации реагентов) только в случае, если известна скорость той же реакции в других условиях. В отдельных случаях удается дать соотношение, позволяющее, зная скорость одной химической реакции, рассчитать скорость какой-либо сходной химической реакции. Фактически это означает, что химическая кинетика может рассчитывать лишь отношение скоростей реакций в различных условиях или отношение скоростей каких-либо родственных реакций, т. е. относительные значения скорости. [c.65]

При изучении литературы по химической технологии и расчету реакционных аппаратов встречается ряд терминов и понятий из области химической кинетики. Определение некоторых из них дается ниже. Более подробные сведения по данному вопросу см., например, [21, 48, 132, 147 и др.]. [c.514]

Работы в книге сгруппированы по двум ее основным разделам равновесные и неравновесные системы предложено также несколько минимально необходимых работ по строению вещества. В начале каждого из основных разделов помещены общие введения по основам термодинамики равновесий и химической кинетики, а описания каждой из работ содержат непосредственно необходимые для их понимания теоретические сведения. Характер последних позволяет подготовиться к выполнению работ в любом порядке, поскольку это вызвано организацией преподавания. Таким образом, общетеоретические введения и описания работ содержат весь необходимый для выполнения учебных работ материал и не требуют обращения к учебникам. [c.3]

Изучение химической кинетики предусмотрено в физической химии, мы же ограничимся рассмотрением основных сведений. [c.166]

Значение радикалов в химической кинетике было выяснено постепенно. И хотя первые сведения о цепных газовых реакциях относятся к 1913 г. (М. Боденштейн), лишь в последние десяти- [c.317]

До сих пор при обсуждении зависимости потенциалов обратимых электродов от состава раствора мы не касались вопросов кинетики и механизма процессов на границе электрод — раствор. Описание электродных процессов составляет предмет рассмотрения в курсе электрохимии, а потенциометрические измерения проводят в условиях протекания малых токов в измерительной цепи (и, следовательно, через границу электрод — раствор). Поэтому термодинамический подход к обсуждению основ потенциометрии является традиционным, тем более, что большинство надежных термодинамических данных, характеризующих химические реакции в растворах, получено методом э. д. с. Однако изучение конкретных электродов на самом деле очень редко удается провести без привлечения сведений о кинетике электродных процессов. [c.540]

Вопросам изучения химической кинетики посвящено много капитальных работ В этих работах показано, что большинство химических процессов (особенно каталитических, ценных и протекающих с одновременным образованием большого числа продуктов) характеризуются сложными зависимостями. Ниже изложен некоторый минимум сведений об основных закономерностях протекания химических реакций, который необходим при рассмотрении вопросов математического моделирования химических процессов. [c.11]

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКЕ И ФОТОХИМИИ [c.151]

Химическая кинетика дает ценную информацию о числе молекул или иных частиц, участвующих в реакции, и о промежуточных стадиях процесса, т. е. сведения, без которых невозможно судить о механизме реакций. Основное ее положение заключается в том, что скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагентов. Запишем уравнение реакции в виде [c.151]

Краткие сведения по химической кинетике и фотохимии 151 [c.302]

В содержание факультативного курса Основы общей химии входят наиболее общие химические теории, рассматриваемые более углубленно и подробно, чем в основном курсе. Большое внимание уделено теории строения вещества, химической энергетике, химической кинетике и термодинамике и теории растворов. Некоторое внимание уделено химии элементов — неметаллов и металлов, изучаемой тем не менее обобщенно, а также историческим сведениям о развитии химической науки, ее законов и теорий. [c.196]

Неотложная задача — разработка надежных и достаточно простых методов исследования кинетики гетерогенных процессов в сложных системах. В этой области не преодолен существенный разрыв между высоким уровнем общетеоретических построений и возможностями их применения для изучения кинетики конкретных процессов, но интенсивно развиваются феноменологические теории и расширяется круг методов [48 . Имеются успехи в развитии методов изучения быстрых реакций в растворах, а также в некоторых других разделах химической кинетики. Однако в целом пока сохраняется положение, при котором в связи с трудностью получения надежной кинетической информации сведения о механизме процессов во многих случаях получают не с использованием кинетических данных, а по результатам изучения промежуточных и конечных продуктов физическими или другими методами. [c.218]

СВЕДЕНИЯ ИЗ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ [c.9]

Имеющиеся сведения по кинетике химического реагирования углерода еще недостаточны для составления расчетных зависимостей для скорости горения углерода. [c.333]

В предлагаемой читателю книге С. Вейласа сделана попытка систематического изложения основ расчета реакторов химических производств. Кратко, но в весьма доступной форме приводятся и необходимые сведения по кинетике химических реакций. Таким образом, книга в значительной мере восполняет существенный пробел в учебных пособиях, нужных для полноценной подготовки инженера-химика. [c.7]

Молекулярность простой одностадийной реакции-это число индивидуальных молекул, которые взаимодействуют в данной реакции. Чтобы указать молекулярность реакции, необходимо иметь сведения о ее механизме. Реакция, подобная протекающей между водородом и иодом, на самом деле может осуществляться в несколько отдельных стадий, каждая из которых имеет свою молекулярность. Представление о молекулярности полной реакции, осуществляемой в несколько стадий, лищено смысла. Большинство простых одностадийных реакций являются мономолеку-лярными (самопроизвольный распад) или бимолекулярными (столкновения). Подлинно тримолекулярные реакции очень редки, так как столкновения трех частиц мало вероятны. О тетрамолекулярных реакциях и реакциях более высокой молекулярности практически не приходится говорить. Реакции, которые по своей стехиометрии представляются тримоле-кулярными или еще более сложными, после тщательного изучения обычно оказываются последовательностями простых мономолекулярных и бимолекулярных стадий. Одна из интереснейших проблем химической кинетики как раз и заключается в установлении истинной последовательности реакций в каждом таком случае. [c.358]

Большое внимание в последнее десятилетие уделялось взаимосвязи между скоростями химической реакции и диффузии. Дамкел-лер и особенно Франк-Каменецкий широко развили эту область. Последний различает микрокинетику (т. е. химическую кинетику) и макрокинетику (т. е. физический транспорт — перенос реаги-руюш их веществ). Следуя ван Кревелену мы должны учитывать при макрокинетическом анализе величины среднего моле1 улярного пробега, распределения вещества в гетерогенных системах (диффузия) и в реакторе в целом (перенос конвекцией). Укажем, что для получения сведений о химической кинетике мы все еще должны полностью полагаться на экспериментальные данные по каждой отдельной исследуемой реакции. [c.20]

В последние годы в Варшавском политехническом институте начата подготовка студентов по специализации Процессы и аппа раты химической технологии (ihzynieria hemi zna). Характерная особенность новой книги проф. Я. Циборовского — оригинальное расположение материала учебной программы. Вместо принятого в отечественных учебниках рассмотрения теории и практики отдельных типовых процессов химической технологии, здесь объединены процессы на основе их физико-химической и термодинамической общности. В качестве небольшого дополнения к этому общему курсу процессов химической технологии дана глава с элементарными сведениями по инженерной химической кинетике и расчету реакторов. [c.7]

Термодинамика позволяет определять возможность и направление самопроизвольного протекания процессов, количество выделяемой (или поглощаемой) энергии, но не дает сведений о том, с какой скоростью будут протекать эти процессы. Изучению скорости процессов посвящеп самостоятельный раздел физической химии — химическая кинетика. [c.13]

Авторы Анорганикума — коллектив преподавателей Берлинского университета имени В. Гумбольдта под общей редакцией профессора Л. Кольдица — весьма основательно и методично следуют этим соображениям при написании книги. Описанию свойств элементов и их соединений ( собственно неорганической химии ) предшествует изложение основ физической химии. Серьезное внимание уделено изложению элементарных основ строения вещества дан материал по основам химической термодинамики (в том числе, элементам статистической термодинамики) и химической кинетики рассмотрены основы электрохимии. Отбор материала для этих глав книги, что всегда является не тривиальной задачей, выполнен на очень хорошем уровне и весьма последовательно. Наличие этого материала позволяет рассматривать свойства химических веществ на современном уровне, с привлечением всех необходимых сведений из теоретической химии. [c.5]

Книга рассчитана на студентов и аспирантов, специализирующихся в химической кинетике, полезна для преподавателей вузов, которые найдут в ней разнообразные сведения, нужные для подготовки занятий и. пекций по химической кинетике, а также для научных сотрудников, использующих в своих исследованиях кинетические методы. [c.4]

Химическая термодинамика выясняет принципиальную возможность протекания химических реакций. Однакоона не дает никаких сведений о том, с какой скоростью реакции на самом деле протекают. Другими словами, химическая термодинамика дает информацию о равновесном состоянии, но не дает информацию о скорости, с которой система стремится достичь этого состояния. При этом реально наблюдаемая скорость может быть весьма различной. В одних случаях равновесие достигается через миллионные доли секунды, в других — через минуты, дни, годы. Вопросами скорости, а также механизма химических реакций занимается химическая кинетика. [c.38]

Структура книги и метод изложения требуют некоторых пояснений. Чтобы как можно скорее приступить к изложению основного материала, я исхожу из того, что читатель обладает основами знаний, необходимыми для понимания теории горения. Предполагается знание математики (главным образом полное понимание дифференциальных уравнений, обг.гкновенных и в частных д роизводных), термодинамики, статистической механики, химической кинетики и теории явлений переноса. Чтобы помочь читателю, недостаточно хорошо ориентирующемуся в этих областях, а также для того, чтобы освободить текст от детального вывода исходных уравнений, книга снабжена подробными дополнениями, в которых содержится обзор сведений по термодинамике и статистической механике, по химической кинетике, по уравнениям гидродинамики и явлениям переноса. [c.12]

Было бы весьма ценно, если бы физпко-химики столь же просто смогли предсказывать скорости химических процессов, однако в настоящее время они не в состоянпи это сделать, так как химическая кинетика, имеющая дело с новой переменной — временем, оказалась значительно сложнее химической термодинамики. Например, известно, что при температуре кипения воды бромистый метил реагирует с жидкой водой с такой скоростью, что через 8 мин гидролиз заканчивается наполовину, тогда как гидролиз фтористого метила при тех же условиях идет в 300 раз медленнее. Однако теории, которая могла бы предвидеть или хотя бы истолковать эти наблюдения, еще не создано. Таким образом, проблемы, рассматриваемые физической химией, простираются от таких, ио которым существуют почти исчерпывающие сведения, до почти совершенно неизученных. Этот курс мы начнем с рассмотрения тех основных фактов, на которых строится химическая теория. [c.12]

Какие научные дисциплины являются пофаничными для химической кинетики Прежде всего синтетическая химия, располагающая офомным фактическим материалом по химическим реакциям, а именно знанием, какие реагенты в каких условиях превращаются в те или иные продукты. Строение вещества дает необходимые сведения о строении частиц, межатомных расстояниях, дипольных моментах и др. Эти данные необходимы для построения предполагаемых механизмов превращения. Химическая термодинамика позволяет рассчитывать термодинамические характеристики химического процесса. У математики и1нетика заимствует математический аппарат, нужный для описания процесса, анализа механизма, построения корреляций. На данные молекулярной физики кинетика опирается, когда анали-з 1руется процесс в зависимости от фазового состояния системы, где протекает реакция. Спектроскопия и хроматофафия вооружают кинетику методами контроля за протеканием процесса. Лазерная спектроскопия служит основой для создания уникальных методов изучения возбужденных состояний молекул и радикалов. [c.17]

Главы 1—6 посвящены основам теоретических представлений и матема тическому аппарату квантовой химии. В гл. 7 и 8 обсуждается строение атома. В гл. 9—15 развивается теория электронного строения молекул. Большое внимание прн этом уделяется теории Хюккеля ввиду ее предельной простоты. (Она позволяет дать полуколнчественное описание химической связи без сложных математических вычислений интегралов или проведения итерационных процедур.) В гл. 16 рассматриваются колебания молекул, а в гл. 17 — их магнитные свойства (главным образом магнитный резонанс). Эти две главы иллюстрируют проблемы, не связанные с электронными волновыми функция.ми. Более того, если магнетизм рассматривается в чисто спиновом приближении, то базисный набор, являющийся полным в рамках этого приближения, может быть использован для построения волновых функций. Глава 18, посвященная химической кинетике, показывает, что многие важные сведения удается получить на основе чисто качественного применения кваитовохнмических представлений. [c.8]

Математическая теория горения имеет дело с комбинацией уравнений химической кинетики, с одной стороны, теплопроводности и диффузир — с другой. Скорость реакции всегда зависит от температуры существенно нелинейным образом (обычно по закону Аррениуса). Эта нелинейность является важнейшей характерной особенностью явлений горения без нее исчезают критические условия и теряет смысл самое понятие горения. Отсюда следует, что в отличие от многих других разделов прикладной физики, в теории горения полная линеаризация уравнений недопустима. Теория горения имеет дело с дифференциальными уравнениями, в которые искомая функция (температура) входит существенно нелинейным образом, но ее производные входят линейно. Такие уравнения в математике называются квазилинейными. Общие сведения о квазилинейных уравнениях и их приложениях можно найти в обзоре Гельфанда [52]. Один из разделов этого обзора, составленный Баренблатом, содержит прекрасное изложение основ теории горения с чисто математической точки зрения. [c.284]