Общие закономерности гетерогенных реакций

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕТЕРОГЕННЫХ РЕАКЦИЙ [c.16]

Рассмотрим общие закономерности протекания реакций в проточном реакторе. В гетерогенном процессе реагируют только те вещества, которые адсорбированы на поверхности. Скорость т гетерогенной химической реакции определяют как количество вещества, реагирующего в единицу времени на единице площади поверхности катализатора [c.448]

Общие закономерности гетерогенно-каталитических реакций изложены во многих монографиях, например [1—3]. Однако в жидкой фазе имеются свои особенности в отношении механизмов и феноменологической кинетики жидкофазных гетерогенно-каталитических реакций. Так, скорость молекулярной диффузии в жидкостях значительно меньше, чем в газах, и диффузия протекает только в области, для [c.47]

Настоящее исследование является продолжением этих работ с целью выявления общих закономерностей гетерогенных каталитических реакций этерификации жирных и ароматических кислот простыми эфирами и спиртами. В работе изучены следующие системы 1) муравьиная кислота — диэтиловый эфир 2) н-масляная кислота — диэтиловый эфир [c.301]

Электрохимическим процессам присущи общие закономерности гетерогенных химических реакций, протекающих на поверхности раздела твердой (электрод) и жидкой (раствор) фаз. Однако наряду с общими признаками в кинетике электродных превращений отчетливо проявляется специфичность электрохимических процессов. [c.107]

Общие вопросы химической кинетики и ее различные аспекты в гомогенных реакциях нашли детальное описание в многочисленных монографиях и обзорах, число которых за последнее время существенно увеличилось (см. например [1 —16]). Однако, несмотря на специфику проблем кинетики в гетерогенном катализе и его возрастающее значение, этим проблемам в монографической литературе, указанной выше, уделено несоразмерно малое внимание. Такая ситуация оказывается весьма удивительной ввиду своеобразия кинетики гетерогенных каталитических реакций, заслуживающей подробного рассмотрения, особенно из-за ее практической пользы для химической технологии и возможности выявления с помощью кинетических исследований некоторых общих закономерностей гетерогенного катализа. [c.5]

Теоретическая электрохимия изучает общие закономерности электрохимических реакций в их статике и динамике. Электрохимические реакции, как указано выше, являются гетерогенными, протекающими на границе раздела проводник первого рода — проводник второго рода, поэтому установление закономерностей протекания электрохимических реакций невозможно без знания основных законов подачи реагирующих частиц (электронов, ионов и нейтральных частиц) к границе раздела и отвода продуктов реакции, а также строения самой границы раздела. Кроме того, в электрохимии рассматриваются те вопросы равновесия в проводниках второго рода, которые влияют на транспорт участников реакций и на само протекание электрохимических реакций. [c.10]

Таким образом, отмеченные внутренние закономерности рассмотренных гетерогенных каталитических систем, для которых характерно наличие общей стадии в реакции дезактивации катализатора и каталитической реакции, обусловливают некоторые общие свойства этих систем. [c.302]

Термодинамическое исследование гетерогенных реакций привело в 1906 году Нернста к формулировке общей закономерности, которая называется тепловым законом Нернста. Обнаружилось, однако, что первоначальную формулировку этого закона нельзя сохранить, она приводит к трудным задачам, исследование которых возможно только на основе квантовой статистики и до сих пор не проведено полностью. С другой стороны, тепловой закон Нернста имеет исключительно большое значение для многочисленных применений термодинамики. Поэтому в дальнейшем в основном будем рассматривать эту сторону в первую очередь и лишь кратко осветим вытекающие из теплового закона проблемы. Подробное теоретическое рассмотрение его можно найти в учебниках статистической термодинамики. [c.180]

Одним из основных объектов исследования в электрохимической кинетике является стадия перехода заряженных частиц через границу раздела фаз — стадия разряда-ионизации. Поскольку электрохимические реакции представляют собой гетерогенные процессы, то неотъемлемыми их стадиями служат подвод реагирующих частиц к границе раздела фаз и отвод продуктов реакции. Поэтому изучение закономерностей этих стадий также составляет предмет электрохимической кинетики. Соответствующий раздел кинетики электродных процессов называют диффузионной кинетикой или электрохимической макрокинетикой. Электродные процессы часто включают химические стадии, протекающие в объеме раствора или на поверхности электрода, стадии образования новой фазы, поверхностной диффузии и др. В общем случае закономерности электрохимической реакции [c.6]

Разнообразные каталитические реакции образования олефинов, диенов и некоторых мономеров с функциональными группами для СК, рассматриваемые в этом учебном пособии, имеют одну общую черту — они, как правило, протекают на поверхности твердых катализаторов. Поэтому целесообразно проанализировать общие кинетические закономерности гетерогенно-каталитических реакций, дать термодинамическое и кинетическое обоснование выбора рабочих параметров и катализаторов для проведения этих процессов, рассмотреть математические модели процессов и их оптимизацию. [c.65]

Сложность изучения кинетики реакции в системе с двумя фазами состоит в том, что реагирующие компоненты могут распределяться между обеими фазами и скорость протекания реакций в каждой будет определяться концентрацией этих компонентов. Кроме того, в гетерогенных условиях реакция начинается и в некоторой части протекает на поверхности раздела фаз. Реагирующие вещества должны подойти к поверхности раздела, а продукты реакции отойти от нее. Следовательно, в общем случае скорость диффузии, а также возможности ее увеличения имеют большое значение для хода реакции в гетерогенной среде. Скорость превращения зависит поэтому рт скорости переноса реагирующих веществ из различных фаз в зону реакции, скорости химической реакции и быстроты удаления продуктов реакции из реакционной зоны. Причем скорость такого многостадийного процесса превращения определяется скоростью наиболее медленно текущей стадии процесса и общая закономерность обусловливается, в большей или меньшей степени, соотношением скоростей составляющих процессов. [c.66]

В общетеоретическую часть включены вопросы строения вещества, энергетики и кинетики химических реакций, растворов, окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, а также обзор свойств элементов и их соединений. Рассмотрено строение вещества на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровне, а также строение кристаллов. Изложены общие закономерности протекания химических реакций, в том числе основы химической термодинамики и химической кинетики. Большое внимание уделено тепловым эффектам и направленности химических реакций, химическому, фазовому и адсорбционному равновесию. Изложены кинетика гомогенных и гетерогенных реакций, цепных и фотохимических реакций и основы катализа. Освещены дисперсные системы, коллоидные и истинные растворы, большое внимание уделено растворам электролитов. Рассмотрены термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, коррозия и защита металлов. Выполнен обзор свойств химических элементов и их простых соединений, рассмотрены строение и свойства комплексных и органических соединений. [c.3]

Другой особенностью химии растворов силикатов является то обстоятельство, что результат взаимодействия реагентов зависит не только от их химической природы, но и от целого ряда нехимических факторов порядка смешения реагентов, их начальной концентрации, скорости перемешивания при смешении и т. п. Общая причина этой группы явлений — гелеобразование на границе раздела взаимодействующих или смешиваемых фаз. Это приводит к осложнениям при гомогенизации реакционной системы и к возрастанию роли диффузионных процессов, предшествующих химическому взаимодействию реагентов. Поэтому различные технологические приемы, используемые при обеспечении взаимодействия реагентов, могут играть решающую роль в создании систем с заданными свойствами. Такими технологическими приемами, помимо перемешивания, могут быть предварительное растворение твердых реагентов в том же самом растворителе (например, в воде) их диспергирование проведение гетерогенной реакции при непрерывном обновлении поверхности (например, в шаровой мельнице) растворение различных исходных реагентов в двух несмешиваю-щихся растворителях с последующим эмульгированием и т. п. Описание результатов реакции и использования тех или иных технологий проведения этих реакций оказывается громоздким, сводится, в конечном итоге, к бесконечному множеству примеров. Ниже будут изложены только основные закономерности и главные итоги взаимодействия растворов силикатов с различными реагентами. [c.55]

В главе II изложены основы математического описания и моделирования применительно к задачам масштабирования и автоматизации химических процессов и обосновывается возможность получения кинетических данных в ограниченной (локальной) области изменения параметров. В общем случае в качестве уравнений локальной кинетики рекомендуется использовать известные уравнения химической кинетики, введя в них зависимость от факторов, функционально связанных с текущей концентрацией реагирующих веществ. Если при этом под терминами константа скорости и порядок реакции понимать некоторые их формальные значения,.то эти уравнения можно распространить (см. ниже) в локальной области на гомогенные и гетерогенные реакции, протекающие в кинетической и диффузионной областях. Вместе с тем, па основании анализа ряда промышленных химических процессов и основных закономерностей химической кинетики, обращается внимание на то, что известное многообразие кинетических зависимостей и уравнений, отражающих скорость различных по характеру процессов, с достаточной для практических целей точностью можно в большинстве случаев представить уравнением, выражающим образование конечных продуктов реакций, протекающих как бы параллельно. [c.9]

Принципы химической кинетики в одинаковой степени приложимы к реакциям гомогенным, гетерогенным, каталитическим и некаталитическим. Однако ряд особенностей кинетики гетерогенных процессов, по мнению некоторых исследователей, делают целесообразным их выделение в самостоятельную область кинетики, несмотря на то что общие закономерности химической кинетики при этом остаются неизменными. [c.93]

При изучении кинетики образования карбида железа мы обнаружили совершенно необычный для гетерогенных реакций ход данного процесса. Вместо обычной автокаталитической дифференциальной кинетической кривой в виде купола была получена соответствующая кривая с глубоким прогибом, фиксирующим торможение реакции на промежуточном этапе превращения исходной фазы в новую фазу (рис. 13). Подобное торможение было отмечено нами впервые при изучении восстановления окислов металлов. Следовательно, промежуточное торможение реакции является общей закономерностью для двух изученных нами химических гетерогенных процессов. [c.111]

Развитие гетерогенно-каталитического направления реакций окисления позволило построить крупные промышленные производства, использующие каталитический путь получения кислородных органических соединений из углеводородов. Полезное использование исходных веществ и незначительные потери на побочные продукты характерны для контактных процессов, которым, как правило, удается придавать высокую селективность путем подбора катализаторов. Однако при промышленном осуществлении гетерогенного окисления встречается ряд трудностей, обусловленных с.лож-ностью процессов и. легкостью протекания побочных паразитарных реакций. Без изучения элементарного механизма, выявления общих закономерностей процесса, установления определяющих стадий невозможно построение теории каталитического окисления углеводородов. [c.16]

Для выяснения общих закономерностей макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций можно предположить эффективный коэффициент диффузии постоянной величиной (такое предположение часто оказывается оправданным). Тогда стационарное распределение концентраций и температуры в зерне катализатора определяете решением системы дифференциальных уравнений [c.171]

Учет лимитирующих стадий гетерогенных реакций замещения (см. главу 4) принципиально не изменяет закономерности динамики метасоматоза, основанной на формальной кинетике [уравнения (7.1), (7.5)], хотя и вносит определенные коррективы в нее. Так, при большой скорости растворения минерала породы кон центрация образующегося минерала может не достигать концентрации исходного ( частичное замещение ) из-за уноса растворенного вещества породы потоком. Благодаря существованию подвижной зоны полного растворения замещаемого минерала тыловая граница метасоматической зоны имеет в общем случае нерезкий характер. [c.119]

II. Необратимая реакция произвольного поряд-к а. Скорости природных реакций в общем случае подчиняются сложным кинетическим закономерностям. Любой элементарный объем породы не является равнодоступным для реакционного взаимодействия с раствором. Поэтому при анализе динамики процесса необходимо вводить понятие о поверхности раздела фаз и рассматривать ее изменение в ходе гетерогенной реакции (путем введения особого граничного условия, показывающего характер взаимодействия жидкой и твердой фаз на реакционной поверхности). Вследствие недостатка количественных данных о кинетике природных реакций сначала необходимо исследовать зависимость динамики массообмена от кинетических закономерностей процесса на простейщем примере необратимых реакций произвольного порядка, в котором допускается применение аппарата формальной кинетики к метасоматическим реакциям. Рещение задачи находится путем использования уравнения (4.13) материального баланса растворенного вещества и уравнения скорости необратимой реакции в предположении, что последняя следует у-порядку по растворенному веществу [c.61]

Скорость электродных процессов следует рассматривать, используя общие закономерности обычных гетерогенных химических реакций, совершающихся на поверхности раздела твердой и жидкой фаз. [c.386]

В предыдущей главе много говорилось о влиянии различных типов кристаллических дефектов на каталитическую активность твердого тела. Однако тем, кто ранее хотя бы имел представление о гетерогенном катализе, теперь, вероятно, было бы интересно узнать, что же стало с такими представлениями, как геометрический и электронный факторы, применявшимися ранее для объяснения или предсказания каталитической активности. В конце концов, идея о важности геометрии атомов, составляющих поверхность катализатора, наряду с их электронной конфигурацией многократно обсуждалась в последние десятилетия. Следовательно, наша цель заключается в том, чтобы обобщить в данной главе современные представления об этих явлениях. Мы увидим, между прочим, что надежды, высказывавшиеся пятнадцать лет назад, когда казалось весьма вероятным, что гетерогенный катализ будет развиваться в логических рамках электронной теории твердых тел, все еще не оправдались. Всякий раз, когда это окажется возможным, мы будем отмечать закономерности и интерпретации, которые имеют, вероятно, достаточно общий характер. Однако, как это станет более ясным в конце этой главы, таких общих закономерностей очень немного. Когда мы говорим о механизме катализа, то это означает, что мы ограничиваем наше внимание рассмотрением очень немногих (а часто одной) систем. Поэтому гл. 8 целиком посвящается обсуждению механизмов некоторых специфических каталитических реакций. [c.260]

Каковы общие закономерности проведения гетерогенных реакций типа Г- -Т = Г- -Т [c.63]

Проведенные за последние годы многочисленные исследования процесса гидролиза целлюлозы различными кислотами при различной температуре как в гетерогенной среде, так и в гомогенной среде, позволили установить общую закономерность этого процесса, имеющую большое значение для выяснения общих вопросов строения целлюлозы. Эта закономерность состоите том, что скорость гидролиза целлюлозы в гетерогенной среде в процессе реакции значительно изменяется. В начальной стадии гидролиз протекает с большей скоростью. Через определенное время скорость процесса значительно снижается и в большинстве случаев остается постоянной до конца реакции. Период, в течение которого гидролиз протекает с высокой скоростью, для различных целлюлозных препаратов различен, однако всегда процесс гидролиза целлюлозы в гетерогенной среде можно разделить на две или, в отдельных случаях, на три стадии, для которых скорость процесса различна. [c.245]

Термодинамические закономерности для двойных жидких систем, обладающих критической точкой, являются общими. Поэтому результаты, полученные по кинетике растворения твердых кислот в растворах триэтиламин—вода и гексаметиленимин— вода, позволяют сделать общий вывод в критической области двойного раствора скорость гетерогенной реакции не зависит от состава раствора как при ламинарном, так и при турбулентном режиме. [c.104]

За исключением нескольких процессов частного характера, таких, как реакция между двумя фазами частично смешивающихся жидкостей, о которых говорилось выше, гетерогенные реакции, несмотря на их многообразие, обладают некоторыми общими фундаментальными закономерностями. [c.16]

В гетерогенных условиях реакция начинается и в некоторой части протекает там. где вещества различных фаз впервые встречаются, т. е. ча поверхности раздела. Реагирующие вещества должны подойти к этой поверхности раздела, а продукты реакции отойти от нее. Следовательно, в общем случае, явление диффузии и меры к се ускорению имеют большое значение для хода реакции в гетерогенной среде. Скорость превращения зависит поэтому от скорости переноса реагирующих веществ из различных фаз в зону реакини, от скорости химической реакции и от быстроты удаления продуктов реакции из реакционной зоны. Причем скорость суммарного процесса превращения определяется скоростью наиболее медленно текущего процесса и общая закономерность обусловливается в большей или меиьшей степени соотношением скоростей составляющих процессов. [c.43]

Кинетика иолимеризации Циглера — Натта достаточно сложна, как и другие аспекты этого процесса. Прп этом кинетика гомогенной полимеризации обсчитывается, как правило, легче, чем кинетика гетерогенной реакции. Для гомогенных процессов применимы те же закономерности, что п для некоординационпой ионной полимеризации (гл. 5). Необходимо только учитывать реакции обрыва. Хотя законы кинетики гомогенных реакций в ряде случаев были весьма успешно перенесены на гетерогенную полимеризацию Циглера — Натта, это следует признать скорее исключением, чем правилом. Для корректной обработки гетерогенных процессов необходимо пользоваться уравнениями для гетерогенной кинетики [73]. Общие закономерности такого подхода будут кратко рассмотрены ниже [9, 58, 74, 75]. [c.525]

При алкилировании солей пространственно-затрудненных фенолов воздействие различных факторов на направление реакции становится еще более сложным. В этом случае приходится дополнительно учитывать пространственные факторы и, кроме того, иметь в виду, что процесс образования алкилциклогексадиенонов приводит к нарушению ароматической системы связей. Однако общие закономерности реакции в этих случаях также сохраняются. Так, например, при алкилировании 2,6-диметил-4-г/7ет-бутилфенолята натрия бензилхлоридом в толуоле (гетерогенная среда) добавление различных количеств тетрагидрофурана, увеличивающего гомогенность среды, вызывает уменьшение доли продуктов С-алкилирова-ния 1 . Предпочтительное орто-С-алкилирование фенолов алкилгалогенидами в гетерогенной среде объясняется по-разному и часто [c.76]

В 1964 году автором была написана монография [17], в которой делалась попытка рассмотреть и суммировать общие закономерности химической кинетики в гетерогенном катализе и ее своеобразное преломление в нем (исправленное и дополненное издание вышло в ЧССР в 1969 г. [18]). За прошедшее время химическая кинетика в гетерогенном катализе значительно шагнула вперед. Это относится, в первую очередь, к дальнейшей разработке теории сложных реакций, к расширению макрокинети-ческих исследований, развитию кинетического эксперимента и методов интерпретации кинетических данных, созданию ряда кинетических моделей практически важных процессов, где кинетика стала приносить ощутимые плоды. [c.5]

Наряду с общими закономерностями различных процессов в кипящем слое, широко освещенными в литературе и наиболее полно систематизированными в обширной монографии Н. И. Гельперина, В. Г. Айнштейна, В. Б. Кваши [24], обжиг колчедана характеризуется специфическими сссбенностями. Горение пиритов является сложным гетерогенным процессом, состоящим из ряда химических превращений, которые сопровождаются выделением или поглощением тепла, изменением структуры кристаллов исходного вещества и твердых продуктов обжига, протеканием побочных химических реакций. Большое влияние на процесс горения оказывает химический и гранулометрический состав колчедана и продуктов его обжига. Все эти особенности необходимо учитывать при осуществлении процесса обжига колчедана в кипящем слое. [c.12]

Общие закономерности вулканизации непредельными соединениями обсуждены в разд. 10.7 на примере процессов, протекающих в системе каучук —соли непредельных кислот —пероксидный инициатор. Они справедливы и для других процессов вулканизации непредельными соединениями, которые, как правило, протекают как гетерогенные реакции с образованием микрочастиц привитого сополимера непредельного соединения, являющихся одновременно полифункциональными узлами сетки и частицами усил1 ва-юще о наполнителя. [c.303]

В книге рассмотрены формальная кинетика химических реакций в статических условиях и в потоке, общие закономерности распада и образования молекул, основы теории столкновений и переходного состояния, теории моно- и тримолеку-лярных реакций, кинетика реакций в растворах, теория цепных и фотохимических реакций, кинетика, химических реакций под действием излучений высокой энергии, современные теории гомогенных и гетерогенных каталитических реакций, кинетика ферментативных реакций и реакций образования высокомолекулярных соединений. Достаточно подробно дан вывод всех формул. [c.2]

Как известно, металлы VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева вследствие своих специфических свойств получили широкое применение в лабораторной и промышленной практике в качестве катализаторов для разнообразных химических реакций. В присутствии этих металлов, в особенности в присутствии мелкодисперсной платины и никеля, к настоящему времени подробно изучены реакции гидрогенизации [1], дегидрогенизации [2], гидрогенолиза углерод-углеродных связей [3], изомеризации [4] и дегидроциклизации нормальных алканов [5], начиная от Се. В последнее время мелкодисперсная платина, отложенная в малых концентрациях на окиси алюминия, получила широкое применение в нефтеперерабатывающей промышленности [6]. Многие реакции, идущие в присутствии мелкодисперсных металлов VIII группы, были использованы для установления общих закономерностей в области гетерогенного катализа. Одна из современных теорий органического гетерогенного катализа — мультиплетная теория А. А. Баландина [7] — базируется главным образом на экспериментальных фактах, полученных при изучении свойств и особенностей металлов VIII группы системы Менделеева. [c.882]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология