Возможное уравнение скорости реакции синтеза

Если вернуться к реакции синтеза аммиака, выражаемой уравнением (1.1), следует напомнить об ее обратимости и зависимости равновесных концентраций реагентов от условий, т. е. в первую очередь от температуры (Г) и общего давления (Р). В табл. 1 приведены равновесные концентрации аммиака (в мольных процентах) для двух температур и трех давлений, полученные Ф. Габером в начале текущего века. Они показывают, что равновесная концентрация аммиака увеличивается с давлением. При повышении давления от 1 до 600 атм это увеличение характеризуется отношениями ПО (400° С) и 360 (500° С). Таким образом, синтез аммиака следует проводить при возможно более высоком давлении. Как известно, это требование соблюдается в методах синтеза, применяющихся в промышленности, где давления достигают 1000 атм. С другой стороны, повышение температуры уменьшает равновесную концентрацию (выход) аммиака. Следовательно, его синтез надлежало бы проводить при возможно более низкой температуре, у вторую рекомендацию, вытекающую из изучения тепловых явлений и термических свойств, не удается использовать в полной мере. Дело в том, что приведенные в таблице данные характеризуют равновесное, т. е. конечное, состояние реагирующей системы и ничего не говорят, за какое время это состояние может быть достигнуто. Фактор времени учитывается в другом разделе физической химии — химической кинетике. Она подсказывает, что скорость химической реакции очень быстро уменьшается с понижением температуры. Поэтому может оказаться, что при какой-то температуре хороший выход может быть достигнут за слишком продолжительное время, скажем за миллиард лет. С другой стороны, согласно данным кинетики скорость реакцин можно увеличить применением катализаторов. В итоге комплексного физико-химическоге изучения, реакцию синтеза аммиака проводят при температуре 450— —500° С на катализаторах, состоящих из металлического железа, содержащего некоторые активаторы (промоторы). [c.6]

ВОЗМОЖНОЕ УРАВНЕНИЕ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ СИНТЕЗА [c.448]

К сказанному следует добавить, что катализ не сводится всецело лишь к образованию переходных состояний АВ... К, как способу обхода высоких энергетических барьеров. Как было сказано в гл. IV, наряду с этим он обеспечивает селективность реакции за счет специфики химической природы катализаторов и реагентов (химическая ориентация реакций), за счет матричных эффектов (увеличение предэкспоненты в уравнении Аррениуса, геометрическое соответствие, по Баландину, стереоспецифическая ориентация в синтезе геометрических и оптических изомеров). Большие возможности многократного увеличения скоростей реакций с помощью катализа таятся в природе, структуре и даже величине носителей активных центров катализаторов. [c.232]

Поскольку добавки воды уменьшают скорость синтеза, не снижая выхода перекиси кумила, то очевидно, что вода уменьшает скорость первой стадии реакции. Это возможно лишь при обратимом взаимодействии спирта с кислотой с образованием свободного иона карбония да уравнению - [c.245]

Кинетическое сопротивление можно представить через константу скорости реакции k. Влиять на величину k можно не только изменением Е и k , но и температуры — см. уравнения (IX-49) и (IX-72). Скорость реакции возрастает экспоненциально с повышением температуры, т. е. очень быстро. В связи с этим реакцию в кинетической области следует проводить при максимально возможной температуре, ограничиваемой, однако, перемещением положения равновесия экзотермических реакций в нежелательном направлении, трудностями подбора конструкционных материалов и возможностями изменения механизма процесса (например, при синтезе бензина методом Фишера — Тропша из синтез-газа СО + Нз может образовываться метан). [c.417]

Мы получили высокое отрицательное значение свободной энергии. Из этого следует, что окисление глюкозы в данных условиях термодинамически возможно, а обратный процесс (синтез молекулы глюкозы из СО2 и Н2О) в замкнутой системе протекать не может. Мы можем определить также, что нужно для того, чтобы реакция пошла. А вот, с какой скоростью она пойдет, термодинамика ответить не может. Не может, потому что уровни энергии исходного и конечного состояний Н и па энергетической диаграмме, рис. 1) никак не связаны с высотой барьера а именно энергия активации Е определяет по уравнению Аррениуса скорость протекания реакции. [c.35]

Возможно протекание реакции с единственным брутто-уравпе-нием по нескольким маршрутам. Например, реакция синтеза винилхлорида С2Н2 + НС1 2H3 I может идти по двум маршрутам (см. (1.24), рис. 1.3, г). Естественные брутто-уравнения в данном случае одинаковы. По-видимому, это можно считать правилом. Тогда в случае, если все стадии обратимы, представление (11.27) для скорости расходования вещества справедливо. [c.101]

При параллельной схеме и описании скорости реакции по разным маршрутам одинаковыми функциями Ф,, и Ф, отношение их не будет зависеть от степени превращения только при степенной форме кинетических уравнений, а также при дробно-рациональной форме уравнений с соответственно одинаковыми значениями постоянных в знаменателях обоих выражений. Это возможно, например, для реакций с одинаковым адсорбционным торможением по разным маршрутам или при отсутствии адсорбционного торможения (например за счет установления адсорбционно-химического равновесия, как в реакции синтеза аммиака, см. предыдущую главу). При соответственно неодинаковых значениях постоянных в знаменателях уравнений возможны изменения Фц/Ф, с изменениями X даже при одинаковой форме этих функций. [c.210]

Однако плотность смеси в свою очередь зависит от времени пребывания, так как объемное соотношение между газовой и жидкой фазами определяется длительностью (глубиной) протекания реакции синтеза. Поскольку зависимость усм от времени неизвестна и, следовательно, не представляете возможным раскрыть уравнение (43), кинетику синтеза карбамида в проточной системе обычно изучают при различных скоростях подачи реагентов в аппарат заданного объема. При этом оценку эффективности процесса проводят не только по степени превращения карбамата аммония [c.99]

Вероятно, вторая точка зрения ближе соответствует действительности, так как многие работы, на основе которых сделаны противоположные выводы, вызывают определенные сомнения в отношении корректности методов эксперимента. Прежде всего это относится к использованию проточного метода определепия активности и его оформлению. Полученные данные могли быть также значительно искажены и в результате влияния внутренней диффузии. Показано, что внутридиф-фузионный перенос может оказывать большое влияние на наблюдаемую скорость реакции синтеза аммиака даже при использовании довольно мелких гранул катализатора [82, 253, 254]. Осторожно следует относиться и к сопоставлению активности катализаторов различного состава по величине удельных констант скорости реакции из-за возможного различия коэффициентов в кинетических уравнениях для разных катализаторов. [c.56]

Нами совместно с Филиновским показана возможность определения константы скорости каталитической реакции первого порядка, проводимой в импульсном хроматографическом режиме, по выходной кривой продукта. Березкин, Кругликова и Беликова показали возможность осуществления бимолекулярной реакции в импульсном хроматографическом режиме. Авторы изучали кинетику реакции диенового синтеза с малеи-новым ангидридом Один из реагентов, (малеиновый ангидрид) в виде насыщенного раствора в трикрезилфосфате наносили на кирпич, другой (бутадиен) импульсно вводили в реактор. При этом было показано, что в условиях постоянства концентрации малеинового ангидрида реакция диенового синтеза подчиняется кинетическому уравнению первого порядка . В ряде последних публикаций приводятся результаты исследования кинетики реакций крекинга , топохимических реакций в хроматографическом режиме. [c.33]

Таким образом, при гидролизе АТФ высвобождается достаточно свободной энергии, чтобы обеспечить синтез сахарозы согласно уравнению (1). Поскольку химический синтез не может произойти без высвобождения свободной энергии, то участие АТФ делает синтез сахарозы возможным. Небольшое уменьшение свободной энергии в результате реакции (2) говорит о том, что реакция эта будет протекать с малой скоростью. [c.13]

Практически синтез метанола ведут в условиях, удаленных от состояния равновесия, поэтому скорость обратной реакции невелика. Для таких условий оптимальным температурным режимом является изотермический. Возможность поддержания оптимального температурного режима при синтезе метанола зависит от параметра теплоотвода тепла реакции. О. В. Румянцев, Ю. А. Соко-линский, И. П. Мухленов, В. М. Померанцев определяют параметр теплоотвода А в реакторах с внутренним теплообменом по уравнению [c.257]

Кинетика и механизм синтеза аммиака подробно рассмотрены М. И. Темкиным, Н. М. Морозовым и Е. Н. Шапатиной [1152] с точки зрения возможности изменения лимитирующей стадии при удалении системы от равновесия. Изучая реакцию вдали от равновесия на железном катализаторе, при варьировании давлений и составов смеси, авторы показали, что скорость реакции выражается уравнением [c.219]

Кассельпоказал, что движение адсорбированных газов по поверхности может происходить при многих каталитических реакциях, как например при синтезе аммиака, при окислении окиси углерода и т. д. В этом случае так называемые активные точки, существование которых на поверхности допускается Тейлором и другими, могут подвергаться бомбардировке молекулами не только из газовой фазы, но еще в большей степени из двухмерного адсорбционного слоя раза. Следовательно возможно, что молекулы, адсорбированные первоначально на сравнительно неактивной части каталитической поверхности, могут благодаря своей подвижности перемещаться к активным точкам катализатора. С этой точки зрения, граница раздела между промотором и катализатором может активно участвовать в каталитической реакции вследствие непрерывной диффузии к ней реагирующих молекул. Франкенбургер поставил интересный вопрос не могут ли эти активированные, т. е. адсорбированные на активных местах молекулы, не успев прореагировать, мигрировать к менее активным частям поверхности. Шваб и Питч (Piets h) развили идею о двухмерном поверхностном газе, играющем важную роль в каталитических реакциях. Они вывели кинетические уравнения для скорости реакции в том предпо-ложёнии, что вся реакция является результатом передвижения молекул к активным точкам или активным линейным элементам поверхности. Однако полученные кинетические уравнения лишь в случае двух или более реагирующих газов отличаются от уравнений, получаемых обычным путем из адсорбционной изотермы Лэнгмюра. Они считают имеющийся экспериментальный материал недостаточным для точного установления той роли, которую играет движение молекул двухмерного газа к пограничным линиям между двумя поверхностными фазами, к ребрам кристаллов или к линиям соприкосновения поверхностей двух кристаллов. [c.125]

Из анализа этого уравнения следует, что селективность по додекантиолу-1 растет с понижением исходного парциального давления додеканола-1 и с увеличением соотношения НзВ спирт, но она мало зависит от температуры, поскольку энергии активации реакции спирта до додекантиола-1 и его разложения близки. Как и в других консекутивных реакциях, увеличение степени конверсии исходного реагента приводит к снижению селективности образования промежуточного продукта (в данном случае додекантиола-1). Особенно резкое уменьшение селективности наблюдается при конверсии, близкой к 100 %. В случае применения крупных гранул катализатора снижение селективности происходит из-за наличия внутридиффузионного торможения. При использовании катализатора с объемом транспортных пор (радиусом более 100 нм) 0.08-0.10 си /т степень использования поверхности целого зерна катализатора составляет 0.80-0.85 и селективность в отношении тиола близка к значению, найденному для кинетической области. Наличие примесей в сырье незначительно влияет на скорость реакции. Так, примеси к сероводороду метана в количестве 1.4-10 об. % и диоксида углерода -12-27 об. %, а также содержание воды в спирте до 1 % мало сказываются на показателях процесса. Последнее делает возможным проведение синтеза додекантиола из додеканола-1 и сероводорода с использованием технического сырья. [c.38]

В предложенной нами обобщенной модели химическая реакция рассматривается как одноступенчатый процесс, описываемый единст венным дифференциальным уравнением. Когда имеет место многоста дийная реакция, уравнений будет несколько и анализ значительно ус ложнится. В этой связи может оказаться полезным синтез интеграль ного метода с методом малого параметра Понтрягина [71]. Как пра вило, в сравнительной калориметрии такие параметры не редкость Причинами их-появления могут быть, например, различие между теп лофизичеюкими свойствами эталона и образца, малость скорости нагре ва, резкое преобладание констант скоростей одних стадий над други ми, незначительность концентраций промежуточных соединений и т. д Иллюстрацией возможностей такого типа математического приема мо жет служить пример, расомотренный в работе [72]. [c.139]