Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Понятие о лимитирующей стадии и скорости процесса

    Понятие о лимитирующей стадии и скорости процесса [c.46]

    Определение кинетической области процесса экстракции тесно связано с понятием о лимитирующей стадии химической реакции, сопровождающей массоперенос. Если эта стадия (реакция) имеет место в одной из фаз, то эта фаза является лимитирующей и одновременно реакционной, а скорость экстракции должна описываться уравнениями гомогенных химических реакций. В этом случае процесс экстракции следует рассматривать как гетерофазный [3]. [c.113]


    В многостадийном процессе интенсивность его составляющих (этапов, стадий) может быть различна. Вводятся понятия лимитирующая стадия, ограничивающая скорость процесса, и режим процесса, определяемый этой стадией, которые будут определены и охарактеризованы далее при рассмотрении конкретных систем. [c.108]

    При проведении химических процессов исходные продукты на различных стадиях, кроме стадии собственно химического превращения, подвергаются смешению, участвуют в процессах растворения, переноса в зону реакции, нагреваются и т. д. Подавляющее большинство химико-технологических процессов происходит в несколько стадий, но, как правило, одна из стадий является самой медленной и определяет скорость всего процесса. Поэтому выявление и интенсификация лимитирующих стадий является важной задачей при разработке и проекпфовании химико-технологического процесса и, в частности, химического реактора. Понятие лимитирующей стадии химико-технологического процесса изложено в 21.3.1. [c.58]

    Лимитирующую стадию называют также определяющей стадией. Под этим понимают следующее. Если какая-то стадия процесса - лимитирующая, то закономерности соответствующего режима и этой стадии совпадают. Например, в кинетическом режиме наблюдаемая скорость превращения зависит от температуры так же, как и скорость реакции. В диффузионном режиме совпадают и скорость массопереноса. В дальнейшем увидим, что понятия лимитирующая стадия и определяющая стадия не всегда совпадают. [c.71]

    Из изложенного выше следует, что понятие лимитирующей стадии как стадии, определяющей скорость процесса в целом, имеет важное значение и поэтому исследование кинетики гетерогенных систем обычно начинают с установления лимитирующей стадии процесса. Наиболее просто ее распознают по температурному коэффициенту суммарной скорости процесса. Сущность указанного метода состоит в экспериментальном определении суммарной скорости процесса при различных температурах. [c.79]

    При наличии лимитирующей стадии изменение скоростей других стадий до некоторого предела, в принципе, может не изменять скорость всего процесса, чем и оправдывается название лимитирующая стадия . Вагнер [289 ] вводит в связи с этим понятие максимально возможной скорости стадии , считая лимитирующей такую стадию, скорость которой, наименьшая из максимально возможных, равна скорости реакции при практической равновесности всех других стадий. Однако, если изменение скоростей быстрой стадии в прямом и обратном направлениях приведет к существенному изменению разности этих величин [хотя и сохранятся неравенства (IV.35)1, это может привести и к изменению скорости лимитирующей стадии. Изменения скоростей быстрых стадий, даже при сохранении равновесности и разности этих величин в обоих направлениях, если при этом изменятся концентрации промежуточных соединений (например, степени покрытия поверхности катализатора), также могут влиять на скорость лимитирующей стадии. [c.130]


    Нестационарная реакция мол ет протекать таким образом, что концентрации всех промежуточных веществ и соответственно скорости всех стадий не отличаются существенно от их значений, которые наблюдались бы в стационарном процессе. Такую реакцию (последовательность стадий) называют квазистационарной. Например, если последовательность стадий в закрытой системе включает одну медленную стадию, константа скорости которой намного меньше констант остальных стадий, то изменение концентрации реагентов (причина нестационарности) происходит с малой скоростью, определяющейся скоростью медленной стадии, в то время как концентрации всех промежуточных продуктов изменяются с относительно большими скоростями и становятся весьма близкими к стационарным значениям. Медленную стадию в стационарной или квазистационарной последовательности стадий называют лимитирующей стадией, для нестационарной этого понятия не существует. [c.255]

    При рассмотрении электронных переходов, которые происходят на поверхности, нас больше всего интересуют те из них, которые сопровождаются образованием активированного комплекса. Таким образом, мы предполагаем, что стадия (3) лимитирует скорость всего процесса. Во многих реакциях каталитического окисления предполагается, что активация адсорбированных реагирующих веществ является результатом перехода электронов между катализатором и реагирующими веществами. Переход электронов может происходить тогда, когда уровень свободной энергии электронов твердого тела отличается от уровня свободной энергии электронов реагирующих веществ. Таким образом, могут быть поняты соотношения, существующие между энергетическими уровнями электронов твердого тела и его каталитической активностью. В зависимости от направления перехода электронов катализатор может быть либо донором, либо акцептором электронов. В реакциях, в которых катализатор является донором, свободная энергия электронов в активных центрах твердого тела выше, чем уровни свободной энергии электронов в адсорбированном реагирующем веществе. Следовательно, электроны будут стремиться двигаться от катализатора к реагирующему веществу до тех пор, пока градиент свободной энергии между ними не станет равным нулю и пока не будет достигнуто равновесие. Увеличение отрицательных зарядов способствует образованию активированного комплекса из адсорбированного реагирующего вещества. Затем происходит разложение комплекса на продукты реакции, после этого идет легкая десорбция продуктов с новерхности. Так, нри окислении углеводородов электроны переходят от катализатора к кислороду. В катализаторах акцепторного типа свободная энергия электронов в активных центрах решетки ниже, чем свободная энергия электронов адсорбированного газа, и переход электронов направлен от адсорбированных молекул реагирующих веществ в сторону каталитической поверхности. Теперь общий положительный заряд адсорбированных молекул индуцирует образование активированного комплекса, перегруппировка комплекса в продукт завершает реакцию. [c.369]

    С экспериментальной точки зрения необходимо или вести процесс в таких условиях, когда только одна из стадий лимитирует скорость реакции, или найти определенные методы для анализа суммарного процесса. Первый путь — выделение каждой стадии — наиболее прямой для определения констант, характеризующих эту стадию. В дальнейшем понятие о выделении стадии часто используется. В этом отношении особенно ценны те случаи, когда выделение происходит в опыте самопроизвольно. Систематически анализируя эти случаи, можно сделать важные выводы о принципах, управляющих той или иной группой процессов. [c.36]

    Лимитирующую стадию называют также определяющей стадией. Под этим понимают совпадение закономерностей лимитирующей стадии с закономерностями процесса в целом. Например, в рассматриваемом процессе в кинетическом режиме, где лимитирующей стадией является химическая реакция, зависимость наблюдаемой скорости превращения = -кС от температуры будет такой же, как /-=7(7) у реакции. В диффузионном режиме (лимитирующая стадия - массоперенос) = -Р3С0 сильно зависит от условий течения потока у поверхности частицы и слабо - от температуры, те. в данном случае интенсификацию процесса нецелесообразно проводить путем изменения температуры. В дальнейшем увидим, что понятия лимитирующая стадия и определяющая стадия не всегда совпадают. [c.115]

    При изучении кинетики электродного процесса после установления стехиометрии протекающей электродной реакции в первую очередь выясняют природу медленной стадии (стадий). Установление природы медленной стадии электродного процесса основывается на различном характере зависимости результирующей скорости отдельных стадий электродного процесса от таких параметров, как потенциал и материал электрода, концентрация реагирующих частиц в растворе, гидродинамические условия, температура. Изменяя соответствующие параметры, устанавливают, как при этом изменяется скорость суммарного электродного процесса, и на основании полученных эксперимеи-тальпых данных делают заключение о природе медленней стадии. Вместо термина медленная стадия иногда используют понятия лимитирующая стадия , или скорость определяющая стадия . Пр11 прохождении поляризующего тока может нарушаться равновесие не одной, а нескольких стадий, тогда электродный процесс может включать несколько медленных стадий. [c.103]


    В этом и состоит задача неформальной кинетики. В неформальном смысле понятие порядка реакции применимо а) к реакциям, скорость которых можно выразить уравнением (1-4), где показатели стейени — простые положительные целые числа б) к отдельной стадии сложной реакции (в терминах формального порядка реакции это называется молекулярностью, т.е. числом частиц, вовлеченных в элементарный процесс) в) к лимитирующей стадии реакции в определенных условиях эксперимента. [c.14]

    Первичные взаимодействия с экстрагентом в водной фазе могут определять скорость экстракции, как это наблюдалось при хелатообразова-нии [4,5]. В этом случае вопрос о том, необходим ли переход экстрагента в водную фазу, чтобы экстракция осуществилась, должен быть решен положительно. Правда, как будет показано ниже, данный вопрос может быть аналогично решен в ряде случаев, когда экстракция протекает даже в диффузионной области. Объясняется зто тем, что ответ на него не связан с понятием о лимитирующей стадии. Действительно, первичные взаимодействия в водной фазе совершенно необходимы, для того чтобы экстракция оказалась возможной, однако они могут быть настолько быстрыми, что не будут оказывать влияния на общую скорость процесса. [c.114]

Смотреть страницы где упоминается термин Понятие о лимитирующей стадии и скорости процесса: [c.163]    [c.104]    [c.92]   
Смотреть главы в:

Технология электрохимической очистки воды -> Понятие о лимитирующей стадии и скорости процесса



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Лимитирующая

Лимитирующая стадия

Процесс скорость

Стадии, лимитирующие скорость процесса



© 2025 chem21.info Реклама на сайте