Кинетика химической реакции в условиях диффузии

Рассмотрим особенности кинетики мембранных систем вдали от равновесия, используя одномерную модель процесса [4). Реакционно-диффузионная мембрана представляет собой открытую систему с распределенными реакционными параметрами. На границах этой системы происходит обмен веществом с газовой смесью в напорном и дренажном каналах в каждой точке пространства внутри мембраны (0<годновременно химические реакции и диффузия реагентов. В реакциях участвуют компоненты разделяемой газовой смеси, вещества матрицы мембраны и промежуточные соединения. Поскольку на граничных поверхностях поддерживаются различные внешние условия, в мембране в любой момент существует распределение концентраций реагентов i(r, т), в общем случае неравновесное. Движущая сила химической реакции — химическое сродство Лг, являясь функцией состава, также оказывается распределенным параметром. [c.29]

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций -законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теорий процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики. [c.494]

Для того, чтобы уяснить, в чем состоит взаимоотношение диффузии и кинетики химической реакции, разберем следующий простой случай. Допустим, что в неподвижной газовой среде при некоторой, везде одинаковой температуре (в изотермических условиях) находится частица сферической формы радиусом г , реагирующая с окружающим газом. Положим, протекает гетерогенная реакция первого порядка. Газ поступает из окружающей среды только за счет молекулярной диффузии одинаково ко всем элементам симметричной реакционной но- [c.102]

Сложность химических процессов и многообразие влияющих на их протекание факторов затрудняют прямое моделирование процесса в целом. Химический процесс не может быть описан простыми дифференциальными уравнениями. Законы кинетики химических реакций несравненно сложнее чем законы теплопроводности или диффузии.Обычно мы имеем дело со сложными реакциями, протекающими в несколько последовательных стадий. Эти реакции могут быть обратимыми, и тогда наряду с кинетикой для их протекания будут существенны и условия равновесия. Поскольку мы говорим о процессах гетерогенного катализа, задача исследователя осложняется еще и адсорбционными явлениями. Ясно, что полностью учесть столь сложные и многообразные зависимости посредством полного моделирования очень трудно. И действительно, такое полное прямое моделирование химического процесса вместе со всеми осложняющими его физическими процессами удается только в отдельных частных случаях. [c.363]

В [5.68, 5.69] изложена теория горения и комплексный анализ процесса горения потока топлива в неизотермических условиях. Рассмотрены системы уравнений, отражающих основные явления в процессе горения потока топлива движение газа и топлива, диффузия и конвективный перенос реагирующих компонент, кинетика химических реакций, выгорание компонент, выделение и поглощение тепла, теплообмен с окружающей средой. Такая постановка задачи связана с теорией необратимых процессов и механикой реагирующих сред, хотя основные положения теории горения топлива разработаны независимо от указанных более общих теорий. [c.446]

Эти вопросы являются предметом раздела физической химии, который называется кинетикой химических реакций, и представляет собой необходимое дополнение к химической термодинамике. Если термодинамика отвечает на вопрос о возможности процесса, то кинетика указывает пути осуществления его с наибольшей производительностью. Реальные металлургические процессы обычно бывают сложными и их скорости часто определяются совокупностью условий протекания не только химических реакций, но и ряда физических процессов, в первую очередь, таких как диффузия, перенос тепла и реагирующих веществ в зону реакции или отвод из нее образовавшихся продуктов. [c.165]

В зависимости от условий проведения процесса (температура, мощность дозы облучения, тип и концентрация реагента) кинетика процесса деструкции матрицы ионита и отщепления функциональных групп может лимитироваться химической реакцией, внешней диффузией (стадии / и 5) или внутренней диффузией (стадии 2 и 4). Химическая реакция лимитирует процесс в тех случаях, когда концентрации реагентов во внешнем и сорбированном растворах практически не изменяются во времени. [c.123]

В реальных условиях, несомненно, должны одновременно протекать реакции с участием соседних функциональных групп и с молекулами воды. Следует отметить, что коэффициенты диффузии паров воды в сухом ионите будут на несколько порядков ниже, чем в набухшем ионите, и поэтому лимитирующей стадией замещения функциональных групп может оказаться не химическая реакция, а диффузия. Для таких случаев при описании кинетики замещения функциональных групп ионитов можно применить основные идеи и математический аппарат, предложенный [52, 289] для расчетов химической деструкции полимерных материалов. При исследовании замещения функциональных групп ионитов в солевых ионных формах при нагревании на воздухе особое внимание должно быть об- [c.162]

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ В УСЛОВИЯХ ДИФФУЗИИ [c.183]

Заканчивая краткое рассмотрение общих сведений по прикладной макрокинетике сложных гидрогенизационных процессов в нефтепереработке, нужно еще раз подчеркнуть особые трудности макрокинетического анализа сложных модификаций жидкофазного гидрокрекинга с плавающими порошкообразными катализаторами. Вследствие исключительной трудности четкого математического описания и расчета жидкофазных гидрогенизационных процессов на основе результатов лабораторных (или пилотных) исследований ранее использовали эмпирические переходные коэффициенты от лабораторных (пилотных) масштабов работ к заводским [4, 90]. В последнее время [22, 24, 91—93] кинетику химических процессов, осложненных в заводских реакторах наличием диффузии и теплопередачи, начали изучать с применением математических методов [33, 91—93], Такое математическое моделирование пока, к сожалению, практически применимо лишь для простейших процессов типа сернокислотного катализа. Исследования кинетики необходимо проводить в строго определенных условиях, полностью исключающих влияние гидродинамических факторов и гарантирующих изотермичность процесса. Такие условия обеспечиваются, наприме >, при применении проточно-циркуляционного метода [94]. Довольно точные данные о кинетике в некоторых случаях можно получить и по более простой методике при частичном разбавлении исходного сырья продуктами реакции [61, 71] однако полная изотермичность зоны катализа при этом не гарантируется. [c.163]

Закрученное течение газовых потоков обладает не только полем центробежных сил, градиентом давления и температуры, но и устойчивой структурой. Наличие этих свойств может быть с успехом использовано для интенсификации химических реакций. Зная кинетику и динамику течения этих процессов, можно усиливать или ослаблять различные стадии химических превращений при проведении их в условиях высокоскоростного течения закрученных газовых потоков. Для исследований были выбраны химические реакции и процессы, эффективность которых связана со скоростью диффузии реагирующих компонентов к поверхности катализатора и удаления образующихся продуктов из зоны реакции со степенью активности перемещения реагентов в объеме и равномерностью концентрации одного из компонентов по длине реакционной зоны. [c.245]

Химические (реакционные) процессы, которые протекают со скоростью, определяемой законами химической кинетики. Однако химическим реакциям обычно сопутствует перенос массы и энергии, и соответственно скорость химических процессов (особенно промышленных) зависит также от гидродинамических условий. Вследствие этого скорость реакций подчиняется законам макрокинетики и определяется наиболее медленным из последовательно протекающих химического взаимодействия и диффузии. Общие закономерности протекания химических процессов и принципы устройства реакторов рассматриваются в специальной литературе . [c.13]

Как уже говорилось во введении, процесс горения слагается из двух стадий подвода окислителя (и отвода продуктов сгорания) за счет молекулярной или турбулентной диффузии (смешения) и протекания химической реакции. В зависимости от условий либо та, либо другая стадия может стать определяющей, либо влияние диффузионных и кинетических факторов может быть сопоставимым. Если скорость химической реакции гораздо больше скорости диффузии, то определяющей является диффузия, процесс горения протекает в диффузионной области. В противоположном случае процесс определяет кинетика (кинетическая область горения). При сопоставимом влиянии диффузии и кинетики процесс протекает в промежуточной области. [c.63]

Общий теоретический подход при анализе динамики внутреннего переноса заключается в решении уравнений, описывающих одновременное протекание массопереноса и химической реакции в порах. Рассмотрим [15, с. 129] наиболее простой случай — реакцию в сферической грануле радиуса г — при следующих допущениях гранула находится в изотермических условиях диффузия в пористой структуре подчиняется первому закону Фика и характеризуется постоянным по всей грануле эффективным коэффициентом диффузии Оэфф, форма которого зависит от условий массопередачи внутри поры (кнудсеновское, объемное или вынужденное течение) в реакции участвует один реагент А, она необратима и ее истинная кинетика описывается степенной функцией концентрации вещества А, т. е. скорость реакции равна ks , где — истинная константа скорости на единицу поверхности катализатора система находится в стационарном состоянии, т. е. изменение массовой скорости потока в результате диффузии, (например, к центру гранулы) равно скорости реакции внутри поры. В рамках этой модели получено аналитическое выражение для т] [c.88]

Динамика ионного обмена описывается системой уравнений статики, кинетики и материального баланса. Однако кинетические модели ионного обмена различны. Процесс может контролироваться внешней или внутренней диффузией, или химической реакцией между ионитом и компонентом раствора. Иногда он зависит от других факторов, например от изменения объема ионита, от диффузионного электрического потенциала, который может возникать, если ионы имеют разные заряды и разные подвижности, и проч. В связи с этим предложено множество кинетических уравнений для разных вариантов механизма процесса. Априорный выбор той или иной кинетической модели, а следовательно, и кинетического уравнения для конкретного ионообменного процесса обычно затруднителен — требуется предварительное экспериментальное исследование. Чаще всего закономерности кинетики ионного обмена в основном тождественны таковым для диффузионных адсорбционных процессов, где массопередача в значительной мере зависит от гидродинамических условий. Вопросы кинетики ионного обмена рассмотрены в монографиях [52, 83а, 107, 145, 180, 181]. [c.309]

На рисунке в первой строке определены значения параметров, характеризующих гидродинамические условия в реакторе и кинетику химического процесса v — скорость потока, DI — эффективный коэффициент диффузии, L — длина реактора, к — константа скорости реакции, xf— точка, в которой ищется решение, СЬх — концентрация исходного компонента. [c.210]

Кинетика химического растворения и выщелачивания зависит от связанных между собой и протекающих одновременно физикохимических и химических процессов на поверхности твердого тела и диффузионных процессов доставки компонентов раствора к поверхности растворяемых частиц и продуктов реакций в толщу раствора. Скорость химического растворения и выщелачивания тоже выражают уравнением (2), но при этом влияние физико-химиче-, ских и химических факторов (констант скоростей химических реакций на поверхности твердого тела или в растворе, толщины диффузионного слоя, коэффициентов диффузии, энергии кристаллической решетки и др.) учитывается константой скорости реакции. Для переходной области при определенных условиях [c.28]

Кинетика твердофазового спекания. В реальных технологических условиях спекание представляет собой сложный физический, а часто (особенно в многокомпонентных системах) и физико-хими-ческий процесс, включающий в себя перенос вещества, физические явления на границе фаз, фазовые превращения, химические реакции и т. д. Сложность этого процесса затрудняет его кинетическое описание, т. е. установление зависимости скорости спекания от различных определяющих его факторов. Таких факторов (часто взаимосвязанных) можно назвать очень много природа спекающегося материала, температура, коэффициент диффузии, дисперсность спекающихся частиц, величина пор и их распределение по размеру, поверхностное натяжение и вязкость конденсированной фазы, степень дефектности решетки и т. д. Влияние всех этих факторов на скорость спекания в реальных процессах осложняется тем, что в одном и том же случае может реализоваться несколько механизмов спекания, каждый из которых имеет свои кинетические особенности кроме того, кинетика спекания может быть неодинаковой на его различных стадиях. [c.338]

Химические процессы, протекающие в кинетической области, характеризуются тем, что скорость собственно химической реакции является наиболее медленной и лимитирует весь процесс, а скорость движения потоков и их физические свойства на процесс не оказывают заметного влияния. Для расчета таких процессов могут быть использованы кинетические зависимости без учета влияния диффузии, так как кинетика в целом определяется скоростью химического превращения. Условия для возникновения кинетической области создаются при низких температурах, низких давлениях и больших скоростях газового потока. [c.79]

Задачей макроскопической кинетики является изучение химической реакции в реальных условиях ее макроскопического протекания в природе или в технике, т. е. с учетом побочных физических процессов, накладывающихся на основной химический процесс. Важнейшими из этих физических процессов являются во-первых, диффузия исходных веществ и продуктов реакции и, во-вторых, выделение и распространение тепла. И на тот, и на другой процесс сильно влияют гидродинамические условия — характер движения газа или жидкости, приводящего к конвективному переносу тепла и вещества. [c.7]

Заслуживают упоминания еще два вопроса. Хоуменд и Дэвидсон кратко рассмотрели условия, при которых возможно осуществление реакции в пограничной пленке. Они пришли к заключению, что в их опытах (псевдоожижение в аппаратах диаметром 51 и 102 мм) кинетику химической реакции в зоне диффузии можно не учитывать, если к<С. 2 с в этих условиях реакция в пограничной пленке не будет существенно повышать скорость массо-передачи. [c.319]

Применительно к гетерогенному катализу задача по диффузионной кинетике впервые была поставлена и решена в 1939 г. Я.Б.Зельдовичем [121] и независимо от него Тиле [122]. Ими показано, что скорость суммарной гетерогенной реакции есть функция скоро> тей двух процессов - химической реакции и диффузии - и лимитируется ее наиболее медленной стадией. Если скорость химической реакции несопоставимо велика, то процесс реагирования определяется более медленной его физической стадией - диффузией реагентов (диффузионная область) и напротив, если она мала, то скорость суммарного процесса всецело определяется истинной кинетикой химической реакции на поверхности и не зависит от условий диффузии (чисто кинетическая область). Чисто кинетическая и диффузионная области - это предельные области реагирования. Между ними существует промежуточная область, в которой скорости химических реакций и процессов диффузии сравнимы. З.Ф.Чуханов подразделяет ее еще на три промежуточные области первая переходная, кинетическая и вторая переходная области. По мнению исследователей [16, 8Э], деление гетерогенных процессов на пять областей удобнее деления на три области, так как оно позволяет более четко определить практические условия интенсификации гетерогенных реакций и однозначно установить условия соответствующих экспериментальных исследований. [c.12]

В данном случае роль мелких пор и степень использования внутренней поверхности катализатора будут зависеть от константы скорости химической реакции, коэффициента диффузии и формы кинетического уравнения. Если скорость химической реакции значительно меньше, чем скорость переноса, то концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции в газовом потоке у поверхности и в центре зерен катализатора не отличаются заметно друг от друга. В этом случае каталитический процесс лежит в кинетической области и описывается уравнением кинетики той реакции, которая протекает на поверхности катализатора. Скорость таких реакций прямо пропорциональна общей внутренней поверхности катализатора. Поэтому для малоактивных катализаторов в этих условиях наиболее выгодна тонкопористая структура с мршимальным диаметром пор, обеспечивающим встречное движение молекул реагирующих веществ и продуктов реакции в капиллярах. Наоборот, для химических реакций, протекающих с достаточно большой скоростью, когда разность концентраций реагирующих веществ у внешней поверхности и в центре зерен катализатора очень велика, степень использования внутренней поверхности катализатора меньше единицы п уменьшается с ростом параметра [c.222]

Теория теплового режима горения, берущая начало от известных работ Н, Н. Семенова [68] и развитая Я- Б. Зельдовичем, Д. А. Франк-Каменецким [79] и другими, рассматривает влияние выделения тепла при реакции и условий теплообмена с окружающей средой на характер протекания процесса. Состояние системы определяется интенсивностью тепловыделения и теплоотвода и зависимостью их от температуры, давления и других параметров. Существенно, что изменение параметров ведет не только к количественному различию результатов, но и к качественному изменению характера протекания процесса. В зависимости ог конкретных условий могут реализоваться непрерывные бескризисные режимы, характеризующиеся плавным изменением параметров, и критические — гистерезисные, отличающиеся резким, практически скачкообразным переходом от одного устойчивого состояния к другому. В газовых пламенах интенсивность тепловыделения и теплоотвода определяется структурой течения (диффузия реагентов, конвективный теплообмен) и кинетикой химических реакций. Тем самым тепловой режим факела отражает органическую связь гидродинамики течения и горения. [c.21]

Ранее мы рассмотрели различные случаи диффузии, сонровождаюш,ей реакции в пористых катализаторах. Используем далее результаты, полученные на этих упрош,енных моделях, чтобы установить влияние, оказываемое диффузией на некоторые параметры, которые могут наблюдаться нри экспериментальном исследовании. Если не известно влияние диффузии, искажаюш,ей истинную кинетику химической реакции, то легко получить ошибочные сведения о скоростях реакций и сделать неправильный вывод об их механизме. Важно также решить, правильно ли выбраны условия эксперимента для наблюдения истинной кинетики реакции. Таким образом, если мы хотим изучать механизм реакции, то целесообразно выбирать такие условия, чтобы диффузия пе оказывала влияния на скорость химической реакции. В то же время снособность оценить наиболее подходящий размер таблеток катализатора для промышленной реакции дает определенные преимущества, ибо неправильный выбор этого параметра может привести к финансовым потерям. Поскольку установка теплообменного оборудования и снабжение топливом в случае больших реакторов требуют больших затрат, рентабельность такого промышленного предприятия в большой степени зависит от наличия реактора, который обеспечивал бы необходимую производительность при минимальных размерах. Если размер таблеток катализатора завышен, то это приводит к непроизводительной затрате объема реактора. Использование таблеток заниженного размера может в случае медленных реакций оказать нежелательное воздействие на выход продукта. [c.205]

Известно, что механизм и кинетика химических реакций изучаются, как правило, в изотермических условиях в замкнутых сосудах и при интенсивном пере-метпиваиии газов или жидкостей. Между тем химикотехнологические процессы в большинстве случаев сопровождаются значительным выделением или поглош е-пием тепла, что создает большие градиенты темиера-туры в условиях быстрых турбулентных потоков и при наличии твердых катализаторов, нередко находящихся во взвешенном состоянии. При реакциях обычно происходят изменения числа частиц, взаимная диффузия исходных и конечных продуктов и т. д. Макрокинетика — это кинетика реакций с учетом физических и гидродинамических факторов (градиенты температуры, концентрации, турбулентность, размеры и форма аппаратуры), воздействующих на скорость реакций и выход продуктов. [c.26]

В детонационной волне продольная теплопроводность и диффузия не оказывают существенного влияния на протекание химической реакции. Исходная смесь, вступающая в реакцию, практически не разбавлена ее продуктами. Воспламенение смеси происходит вследствие сжатия ее в ударной волне в условиях, весьма близких к восплаиенению адиабатическим сжатием. Поэтому и существует параллель между способностью смеси к самовоспламенению и ее способностью к детонации. В эгом существенное отличие детонации от нормального (медленного) распространения пламени, скорость которого связана с кинетикой химических реакций при весьма высоких температурах, господствующих во фронте пламени, но не находится в прямой связи со способностью реагирующей смеси к самовоспламенению (см. дополнения к гл. ХП). [c.290]

Проведенный анализ кинетики восстановления кислорода редокс-анионитами в сульфитной форме при различных условиях показал, что скорость этого процесса мож ет лимитироваться либо скоростью химической реакции, либо диффузией кислорода через пленку раствора. При обеспечении тщательной отмывки анионита от органических примесей, а также введением катализатора во зможно увеличить скорость химической реакции до такой степени, что процесс поглощения кислорода будет определяться стадией диффузии его через пленку [c.108]

Выше нами было показано, что при нагревании во в e объеме ионитов протекают реакции электрофильного и нуклеофильного замещения функциональных групп с участием молекул растворителя и растворенных веществ в фазе ионита. Если реагентом является сорбированный растворитель, образующий практически гомогенный раствор сольватированных противоионов в осмотическом растворителе, то, как показано выше на примере диффузии воды и серной кислоты, диффузией растворителя и продуктов реакции на кинетику химической реакции можно пренебречь. В строгом смысле набухший ионит нельзя считать замкнутой системой, так как продукты реакции выходят из зоны реакции во внешний раствор и распределяются между сорбированным и внешним раствором (в статических условиях) или целиком удаляются (в проточной системе). В то же время относительно исходных реагентов — функциональных групп и сорбированного растворителя — набухший ионит является псевдозамкнутой системой, включающей полимерную матрицу, функциональные группы и сорбированный растворитель, [c.133]

Очевидно, кинетика химических реакций может рассматриваться независимо от процессов переноса в том случае, когда т тп ( очень медленные реакции). Упоминавшийся выше другой предельный случай— очень быстрой химической реакции (тх<Стп)—подробно анализировался в литературе (в частности, в [6, 7]) при использовании ряда следующих упрощающих предположений (а) однородная и изотропная турбулентность (б) необратимая термонейтральная химическая реакция типа аЛ-)-65продукты (а, Ь — стехиомегрические коэффициенты) (в) изотермические условия (7 =соп51) (г) реагенты настолько разбавлены, что взаимной диффузией реагентов можно пренебречь (д) термодиффузия отсутствует (е) коэффициенты диффузии обоих реагентов одинаковы и постоянны ф =02 — 0) (ж) градиенты средней скорости потока отсутствуют (Ау = 0). В [7] было показано, что в этих условиях дифференциальное уравнение, описывающее происходящие одновременно массоперенос и химическую реакцию, можно преобразовать в уравнение вида [c.48]

Упрощенный подход. Кинетику химической реакции мояшо, очевидно, рассматривать независимо от процессов переноса в том случае, когда характерное время Тх реакции много больше характерного времени Тп процессов переноса ( очень медленные химические реакции). Другой предельный случай — очень быстрых химических реакций, происходящих в условиях, когда Тх< Тп, довольно подробно проанализирован теоретически [10—24]. При этом задача оказалась настолько сложной, что пришлось вводить ряд упрощающих предполоя ений. Поэтому полученные результаты можно рассматривать в основном в качественном аспекте. Предположения эти сводятся к следующему. Преяде всего рассматриваются изотермические условия. Турбулентность считается однородной и изотропной [6], так что градиент средней скорости турбулентного потока равен нулю. Рассматривается необратимая термонейтральная химическая реакция типа А + пВ продукты, причем реагенты А и В настолько разбавлены, что взаимной их диффузией можно пренебречь. [c.199]

Уравнения (15.68) и (15.69) внешне не отличаются от уравнения (15.6), выведенного ранее в предположении замедленности диффузии. В обоих случаях раствор вблизи электрода может оказаться полностью освобожденным от восстанавливаемых частиц, что резко увеличивает поляризацию (т1- -с ) и устанавливает предел росту плотности тока (/->/г)- В условиях диффузионных ограничений компенсация разрядившихся частиц происходит за счет их постушления из толщи раствора под действием градиента концентрации, возникающего внутри диффузионного слоя б. Предельная диффузионная плотность тока отвечает в зтом случае максимально возможному градиенту концентрации и является функцией коэффициентов диффузии реагирующих частиц. В условиях замедленности чисто химического превращения восполнение разряжающихся частиц совершается за счет химической реакции, протекающей в непосредственной близости от электрода или на его поверхности. Предельная реакционная плотность тока /г должна быть функцией констант скорости соотнетствующих химических превращений. Определение величин /г н установление закономерностей химического перенапряжения дает основу для изучения кинетики быстрых химических )еакций электрохимическими методами. [c.324]

В рамках приведенных ограничений в виде аксиом и кинетики Марселена — Де Донде доказаны теоремы о стабилизации решений, о существовании и устойчивости стационарных решений — положительных точек детального равновесия. Сформулированы условия, обеспечивающие корректность задачи в малом и целом . Приведенные примеры показывают существенность этих условий для утверждений теорем, одновременно демонстрируя возможность описания известных физических законов и неизотермических систем в рамках данных моделей. Доказанные теоремы дают математическое обоснование известных физико-химических представлений о химических реакциях и процессах диффузии. [c.168]

Кинетические и термические соотношения, на основе которых был бы возможен вывод закономерностей, позволяющих определить размеры р.еакционных элементов контактных аппаратов, чрезвычайно сложны. Поэтому до настоящего времени не удалось создать общую теорию контактных аппаратов и разработать об- цие методы их расчета. Б большинстве случаев к гетерогеннокаталитическим процессам неприменимы об1цечзвестные уравнения химической кинетики, так как в этих условиях протекание химических реакций значительно осложняется различными физическими процессами, в первую очередь диффузией. [c.409]

Если химическая реакция протекает в потоке, то на кинетику реакции накладываются гидродинамические условия системы. Макро-ккнетика изучает закономерности протекания физических (массо- и теплоперенос) и химических процессов во времени и пространстве ее законы и методы исследования представляют собой теоретическую основу современной химической технологии. При проектировании химического производства, в частности химических реакторов, необходимо учитывать скорости химической реакции, массопереноса и теплопереноса. Ярким примером процесса, где реакция, нагрев и диффузия вещества протекают одновременно, является горение, причем режим горения, как мы видели, определяется характеристиками всех трех процессов. Законы макрокинетики используются для построения моделей земной атмосферы, звездных туманностей, моделей образования и развития звезд и планет. [c.313]

Из большой величины константы следует, что разложение шеелита должно протекать полностью без избытка кислоты. Но необходимо учесть, то, что приближенная константа равновесия определялась в условиях герметичной шаровой мельницы. В условиях же открытого реактора с перемешиванием мешалкой шеелит разлагается с практически приемлемой полнотой (96—99%) лишь при значительном избытке кислоты против необходимого по реакции. Это объясняется тем, что пленки вольфрамовой и кремниевой кислот, отложившиеся на зернах шеелита, при перемешивании мешалкой удаляются с большим трудом, и реакция лимитируется малой скоростью диффузии раствора соляной кислоты через слой твердого вещества. Кроме того, из открытого реактора значительная доля кислоты непроизводительно теряется за счет испарения. Последнее исключается в замкнутом пространстве шаровой мельницы, шары которой интенсивно, как ужеупоминалось, удаляют вторичные пленки на зернах. В этом случае кинетика процесса определяется большей скоростью химической реакции. [c.259]

Если не соблюдается условие < id, то пренебречь величиной второго члена в уравнении (7) по сравнению с единицей нельзя. В этом случае величина тока определяется не только кинетикой реакции, но и скоростью диффузии, так что такие (иолукинетические) токи уже зависят от высоты ртутного столба. Если скорость химической реакции превышает скорость диффузии (nFq ik Ю х), то в уравнении (7) можно пренебречь единицей по сравнению с величиной второго члена в знаменателе, и предельный ток в таком случае определяется только скоростью диффузии [c.322]

Кинетика и механизм взаимодействия углерода с газифицирующими агентами до сих пор окончательно не установлены. Однозначно доказано лишь то, что в зависимости от условий проведения процесса его скорость может лимитироваться либо диффузией газообразных реагентов из ядра потока к иоверхно-сти частицы и внутрь ее пор, либо химической реакцией окислителей с углеродом на поверхности частиц. В первом случае (диффузионная область) скорость химической реакции значительно превышает скорость диффузии, поэтому на поверхности частицы концентрация газообразного реагента близка к нулю, так как все его молекулы, проникшие через диффузионную пленку к поверхности частицы, сразу же вступают в реакцию с углеродом. Во втором случае (кинетическая область) вследствие пониженной скорости химической реакции по сравнению с диффузией концентрация газообразного реагента на поверхности частицы и в ядре потока практически одинакова. [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология