Зависимость скорости процессов от концентрации реагентов

Сумма показателей степеней в кинетических уравнениях называется общим (суммарным) порядком реакции. Таким образом, порядок реакции определяет характер зависимости скорости от концентрации реагентов. Для элементарных реакций молекулярность и порядок реакции совпадают. Если процесс многостадиен и поэтому запись уравнения реакции лишь фиксирует исходное и конечное состояние системы, не раскрывая механизма процесса, а также в тех случаях, когда по условиям эксперимента различие концентрации реагентов весьма велико, порядок реакции не совпадает с ее молекулярностью. Примеры такого несовпадения можно показать на следующих процессах [c.233]

Рис. 3.22. Зависимость скорости процесса от концентрации реагентов для реакций

В зависимости от соотношения между скоростью гетерогенной химической реакции и скоростью диффузии можно выделить два важных предельных случая. Если скорость гетерогенной реакции относительно мала, то в первом приближении (при разложении по малому параметру, характеризуюш ему отношение скоростей упомянутых выше процессов) концентрация реагента на реаги-руюш ей поверхности оказывается равной концентрации во внешнем потоке, так что скорость потребления веш е-ства в ходе химической реакции может быть найдена непосредственной подстановкой значения концентрации в потоке вдали от поверхности в выражение для скорости химической реакции (кинетический режим). В случае быстрой по сравнению с диффузией поверхностной реакции граничное условие (1.3) упрощается и заменяется условием [c.13]

В общем случае зависимость скорости от концентрации реагентов можно представить следующим образом. Допустим, что реагенты А и В участвуют в реакции аА+ЬВ=Р, которая складывается из нескольких стадий. Если самой медленной стадией является процесс л А- -1/В—С, то скорость всей реакции [c.133]

Фундаментом химической кинетики является закон действия масс, при идеальном соблюдении которого в разбавленных растворах скорость любой химической реакции пропорциональна произведению концентраций веществ, действительно участвующих в реакции. Она не зависит ни от концентраций других веществ, ни от наличия или отсутствия других реакций. Если вещество может реагировать само с собой, то, согласно этому закону, скорость реакции будет пропорциональна квадрату, кубу или даже более высоким степеням концентрации такого вещества. В частности, прямая и обратная реакции обратимого процесса являются независимыми, а суммарная скорость обратимой реакции равна разности скоростей прямой и обратной реакции. При этом для каждой реакции зависимость скорости от концентраций реагентов будет такой же, как и в отсутствие противоположного процесса. [c.71]

Из последнего уравнения видно, что в случае l/(fPy) < 1/( a,i) диффузионным торможением можно пренебречь, к тогда процесс переходит в кинетическую область, описываемую уравнением (V-3). В переходной области реакция сохраняет первый порядок по реагенту, диффундирующему из фазы 2, поимеет сложную зависимость скорости от концентрации реагента А. При низком значении aj кажущийся порядок по нему может приближаться к единице, но затем рост скорости от С а, i замедляется. В зависимости от соотношения /Ру и k область низких значений Сд, i может соответствовать кинетическому режиму, а для высоких значений Сд, i и для случая, когда 1/(/Py) 1/( a,i), — одной из областей диффузионного режима (когда реакция протекает на внутренней поверхности пограничной пленки, и ее скорость не зависит от Сд. i). [c.255]

Таким образом, рассматриваемая здесь область гетерофазных реакций часто приводит к иным зависимостям скорости от концентраций реагентов, чем в кинетической области,-или тем более в гомогенной среде. Однако во всех случаях можно считать, что общее сопротивление процесса 1/ эф равно сумме диффузионного и кинетического сопротивлений. Доля каждого из них. зависит от удельной поверхности контакта фаз /. Например, при барботаже газа через жидкость скорость реакции и / вначале линейно растут с повышением линейной скорости газа (диффузионная область), а при большой ее величине скорость оказывается постоянной (кинетическая область). В промежутке между ними, отмеченном на рис. 57 засечками и характеризующемся замедлением роста скорости с повышением г и йУ, наблюдается переходная область гетерофазных реакций.. Для нее характерно немного пониженное значение энергии активации из-за наложения диффузионного торможения. Как увидим позднее, эта область встречается при определенном соотношении между толщиной пограничной пленки, константой скорости и коэффициентом молекулярной диффузии. [c.256]

Реакцию поликонденсации можно остановить на любой стадии, например охлаждением реакционной массы, и выделить промежуточный продукт. Чтобы превращение исходных мономеров в полимер было максимальным, необходимо при равновесных процессах равновесие сдвинуть в сторону образования полимера. На практике это достигается удалением из реакционной среды низкомолекулярного продукта реакции. С этой целью реакцию проводят в токе инертного газа, постоянно пропускаемого через реакционную массу, или под вакуумом. Иногда низкомолекулярный продукт реакции химически связывают и таким образом препятствуют взаимодействию его с полимером. Реакция поликонденсации не всегда может быть осуществлена, т.к. взаимодействие функциональных фупп может приводить не только к образованию линейных полимеров, но и устойчивых циклов. В реакциях равновесной поликонденсации скорость и полнота удаления из сферы реакции низкомолекулярного продукта определяют среднюю молекулярную массу полимера. Если предположить, что константа равновесия К не зависит от средней степени поликонденсации (Р), то зависимость К от концентрации реагентов можно выразить уравнением [c.44]

Для заданной входной концентрации ,-i это уравнение является линейным соотношением между концентрацией на выходе и скоростью. Прямая пересекает ось абсцисс в точке -i и имеет тангенс угла наклона 1/тг. Кроме того, значения u и С должны соответствовать также уравнению скорости процесса u = k i [или в общем виде ui = kf( )]. Таким образом, пересечение прямой, построенной по уравнению (V.32), с кривой зависимости скорости от концентрации дает значение С, (рис. 12). После определения i расчет повторяют, чтобы найти +i в следующей ступени. При одинаковом времени пребывания реагентов в реакторе полного смешения (одинаковом объеме реакторов в каскаде) прямые, определяемые уравнением (V. 32), будут параллель ными. Если задано число реакторов и конечная степень превращения, то время пребывания в реакторе находят путем подбора. Этот метод применим только в том случае, когда скорость реакции можно выразить как функцию одной переменной (щ — = ki( i)). [c.94]

Составьте выражение зависимости скорости от концентраций реагирующих веществ. Каковы порядки процесса по реагентам и общий порядок Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции и сравните стехиометрические коэффициенты с порядками реакции. [c.254]

Скорость гомогенного каталитического процесса зависит от ряда факторов концентрации реагирующих веществ, концентрации катализатора, температуры, давления, интенсивности перемешивания. Зависимость скорости процесса от концентрации реагентов и катализатора определяется прежде всего соотношением скоростей элементарных стадий каталитического акта и условиями их равновесия. [c.223]

Однако этот путь не всегда может быть приемлем, так как высокие начальные концентрации реагентов могут вызвать чрезмерное увеличение скорости процесса и при большой теплоте реакций могут возникнуть трудности с отводом тепла. Кроме того, существуют реакции, для которых повышение концентраций реагентов не только не дает существенного эффекта, но может даже привести к снижению скорости процесса. Это обусловлено спецификой зависимости скорости от концентрации (рис. 3.22, кривая 4). На рис. 3.22 представлена зависимость скорости реакций от концентраций для реакций различного порядка. Так, для реак- [c.140]

Рис. 4.7. К определению функции ф (С) в случае сложной зависимости скорости процесса от концентрации активного реагента.

В таких случаях наблюдаемые кинетические уравнения отражают не только влияние концентраций реагентов на скорость собственно каталитического процесса, но и влияние состава реакционной смеси на химический состав катализатора. Соответственно этому, экспериментальные теплоты активации передают не только температурную зависимость скорости самого катализа, но и температурную зависимость скорости процесса, характеризующего изменение химического состава катализатора. Влияние рассматриваемого фактора на кинетику гетерогенных каталитических реакций анализируется в работах Г. К- Борескова [118, 119], А. Я- Розовского [1601 и др. [c.136]

Из полученных данных (табл. 4) следует, что в изученном диапазоне концентраций, реагентов и температур наблюдается линейная зависимость скорости процесса от концентраций реагентов (I) и (Ца-в). Во всех случаях скорость реакций удовлетворительно описывается уравнением второго порядка [c.21]

До сих пор, говоря об экспериментальном определении кинетических характеристик, мы предполагали, что зависимость Р Т, С) скорости процесса от Т ж С может быть представлена в простом виде е Е/ят( < причем энергия активации Е и порядок реакции а не зависят от температуры и концентрации. Однако для некоторых процессов растворения и выщелачивания, сопровождающихся сложными химическими реакциями, такое представление оказывается слишком грубым. В подобных случаях вид зависимости скорости процесса от температуры и концентрации активного реагента, как правило, не удается определить из теоретических соображений. Это, однако, не препятствует экспериментальному определению кинетической функции и времени полного растворения, хотя объем экспериментальной работы в таких случаях, естественно, увеличивается. [c.96]

Содержание формально-кинетического метода анализа, о котором главным образом идет речь в этой книге, можно кратко определить так это исследование зависимости скорости процесса от концентраций (давлений) реагентов и от температуры. Полученные данные выражаются с помощью эмпирических кинетических законов (уравнений скорости реакций, уравнения Аррениуса) и используются для установления кинетической схемы (механизма) процесса. [c.9]

Поскольку брутто-кинетика реакции предполагает выявление зависимости скорости процесса от концентраций реагентов, рассмотрим порядки скорости эмульсионной полимеризации по основным компонентам системы. На обсуждении зависимости скорости эмульсионной полимеризации от концентрации мономера нет не -обходимости специально останавливаться, так как на основном — [c.131]

Реакция имеет суммарный третий порядок, суммарная скорость процесса прямо пропорциональна [О] и зависит уже не от константы скорости 1, а от константы равновесия К первой стадии и константы скорости кг второй стадии. В этом случае скоростьопределяющей стадией будет вторая. Естественно, что в промежуточной области зависимость скорости процесса от концентрации реагентов становится еще более сложной. Таким образом, установить молекулярность процесса, используя данные по кинетическому порядку реакции, удается только в некоторых благоприятных случаях. В то же время следует иметь в виду, что предлагаемый механизм процесса должен согласовываться с экспериментально полученным видом кинетического уравнения. [c.214]

Зависимость скорости процесса от концентрации и температуры должна быть одной и той же во всем диапазоне степеней растворения — от (0=1 до (0 = 0. Иными словами, выражающая эту зависимость функция Р (Т, С) не должна включать со в качестве аргумента. Это значит, что характер процесса (например, диффузионный или кинетический режимы, порядок реакции) при фиксированных концентрации активного реагента и температуре не изменяется в ходе растворения. При. этом совершенно не требуется, чтобы при переходе к другим значениям Т я С характер процесса сохранялся. Например, могут изменяться величины кажущегося порядка реакции или энергии активации, процесс может переходить из кинетической области в диффузионную и т. и. Все эти изменения будут учитываться зависимостью Р (Т, С). Важно лишь, чтобы характер процесса при новых фиксированных значениях Т ш С опять был бы одинаковым как при малых, так й при больших степенях растворения. [c.68]

Прежде чем перейти к определению основных кинетических характеристик процесса — кинетической функции и времени полного растворения — необходимо установить зависимость скорости процесса от температуры Т и концентрации активного реагента С, т. е. выяснить вид функции Е Т, С), входящей в уравнение (3.52). Эта зависимость обычно может быть представлена в виде произведения двух функций (Г, С) =/(Т )ф (С), причем часто /(Г) = е- / г (Е — кажущаяся энергия активации В — газовая постоянная), а ф (С) = С (а — кажущийся порядок реакции). [c.84]

Обратимся к формуле (4.13), с помощью которой определяется кинетическая функция из данных периодического опыта. Для расчетов по этой формуле нужно знать зависимость скорости процесса от концентрации активного реагента ф (С). Достаточно, однако, знать эту зависимость с точностью до множителя, поскольку функция ф (С) входит как в числитель, так и в знаменатель формулы (4.13). Иными словами, вместо значений ф (С) можно пользоваться отношениями ф (С)/ф (Со), где С — произвольное фиксированное значение концентрации. При этом величина ф Со) несущественна и может быть, например, принята равной единице. [c.96]

Чтобы уяснить особенности математической модели непрерывного процесса с рециркуляцией твердой фазы, полезно привести полностью типичную систему уравнений и сравнить ее с аналогичной системой (5.25) для прямоточного процесса. Как и ранее (см. стр. 135), мы рассматриваем растворение продукта с кинетической функцией (О (х) = (1 — х) . Кроме того, предполагается, что зависимость скорости процесса от температуры и концентрации активного реагента имеет вид F (Т, С) = причем температура во всех ступенях одинакова и равна Если такой процесс осуществляется в каскаде из п ступеней с рециркуляцией твердой фазы, то его математическая модель представляет собой следующую систему уравнений [c.175]

Вместе с тем возможны реакции, для которых повышение концентраций не только не дает существенного эффекта, но может даже привести к снижению скорости процесса. Это объясняется различной зависимостью скорости от концентрации для кинетических типов реакций различных типов. На рис. 16.5 представлены основные типы этих зависимостей для реакций нулевого порядка (I) скорость постоянна и не зависит от концентрации реагента для реакций первого порядка (2) изменение скоростей от концентрации линейно, для реакции выше первого порядка (3) — экспоненциально для гетерогенно-каталити- [c.469]

Обычная причина кинетики смешанного псфядка связана с тем, что один из компонентов реакцион ной смеси реагирует в двух различных направлениях. Примером такого процесса является гидролиз изо-пропилбромида при дейст Вии едкого натра в водном этаноле, для которого наблюдаемая зависимость скорости от концентрации реагентов имеет вид [c.62]

Для определения порядка окислительно-восстановительной реакции в водном растворе между ионами ЗгОз н I" (офазуются Ь и 504 ) изучались скорости процесса при различных концентрациях. Результаты представлены в табл. 40. Составьте выражение зависимости скорости от концентраций реагирующих веществ. Каковы порядки процесса по реагентам и общий Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции и сравните сте-хиометрические коэффициенты с порядками реакции. [c.128]

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]

Экспериментальное кинетическое исследование для выявления уравнения, описывающего зависимость начальной и текущей скоростей от концентраций реагентов. Полученное уравнение может иметь двоякую природу. Будучи эмпирическим, оно может совпадать по виду с выражением, следующим из механизма процесса. В ином варианте это — аппроксимационное уравнение, полученное обычно при мащинной обработке, наилучщим образом соответствующее массиву экспериментальных данных для опытных диапазонов изменения концентраций реагентов. [c.154]

Для того чтобы установить механизм обрыва цепи в этом процессе, было изучено влияние концентраций реагентов на скорость образования (N02)з (восстановления G(N0a)4) Поскольку к моменту достижения максимальной скорости реакции расход реагентов невелик, мы изучали зависимости от начальных концентраций реагентов. В табл. 1 в качестве примера приведены эти зависимости для системы G(N0a)4—Ha0a—нитроксил 3. Из таблицы следует, что максимальная скорость накопления G(N0a)з в случае нитроксила 3 описываетря выражением Л [ (N02)3] [c.73]

Реакция имела первый порядок по каждому реагенту и катализировалась основанием (пиридином), при этом сохранялась линейная зависимость скорости процесса от концентрации пиридина. Скорость реакции нафтолдисульфокислоты как с бромом, так и с бромноватистой кислотой при избытке бромирующего агента имела практически одно и то же значение. Кинетический изотопный эффект при бромировании бромноватистой кислотой не зависел от концентрации реагентов. Быстрое образование промежуточного соединения и его медленная трансформация в конечный продукт наблюдались спектроскопически в ультрафиолете. Методом ядерного магнитного резонанса была подтверждена хинолидна структура промежуточного соединения. [c.57]

В заключение кратко рассмотрим наиболее сложный случай, когда функция Р (Г, С), описывающая зависимость скорости процесса от температуры и концентрации активного реагента, не может быть представлена в виде произведения двух функций / (Г) и ф (С). В этом случае может быть рекомендован следующий порядок действий. В интересующем нас диапазоне температур выбираем требуемое количество точек. Пусть это будут, для определенности, три точки Го, Г и Т -Фиксируем температуру на одном из этих уровней, например Го-При температуре Го определяем Р (Го. С) как функцию концентрации с точностью до множителя Р (Го, Со), который можно положить равным единице. При фиксированной температуре экспериментальное определение Р (Го, С) ничем не отличается от только что рассмоу тренпого определения ф (С) для случая, когда функция Р (Г, С) представима в виде произведения двух функций / (Г) и ф (С). Для определения Р (Т , С) достаточно провести два опыта, различающихся начальной концентрацией активного реагента. Затем точно таким же способом, проводя по паре опытов при каждой из температур Г и Г2, определяем Р (ТС) тз. Р (ТС) как функции концентрации. Понятно, что эти функции будут определены с точностью до множителей Р (Г , Сд) и Р (Т , С ). [c.99]

Предлагаемая читателям книга, по существу, является введением в кинетическую теорию полимаризационных процессов. Она посвящена приложению формально-кинетического метода анализа к исследованию лолимеризационных процессов, т. е. изучению зависимости скорости процесса и молекулярной характеристики полимера от концентраций (давлений) реагентов и от температуры. Полученные данные выражаются с помощью эмпирических кинетических законов и используются для установления кинетической схемы (механизма) лроцесса. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология