Равновесие в гетерогенной среде

Как и ранее, в качестве основных параметров гетерогенного равновеспя примем температуру, давление и концентрацию в различных фазах. Отметим сразу же, что среди указанных параметров состояния главную роль мы отводим температуре и концентрации, так как будем рассматривать в дальнейшем системы, образованные конденсированными фазами, для которых роль давления сравнительно невелика. Поэтому вариантность системь , определяемая при помощи правила фаз, в этих случаях снижена на единицу. Зная зависимость между параметрами состояния, можно не только определить состояние равновесия гетерогенной системы, но и предсказать характер фазовых превращений при изменении температуры, давления и концентрации в определенном направлении. [c.254]

Каждый раз, когда две системы с различны 1и потенциалами вступают во взаимодействие, происходит выравнивание потенциалов за счет изменения соответствующих факторов емкости. Так, давление выравнивается за счет изменения объема, химические потенциалы — за счет изменения массы (концентрации) вещества. Поэтому химический потенциал является движущей силой процессов, связанных с превращением веществ. Если эти процессы происходят в гомогенной среде, то они приводят к установлению химического равновесия в гетерогенной среде они приводят к фазовому равновесию (см. П.6). [c.119]

РАВНОВЕСИЕ В ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЕ [c.164]

Рис. 38 Схема равновесий в гетерогенной среде.

Равновесие в гетерогенной среде [c.170]

Исторически сложилось так (и это вполне соответствовало логике развития химии), что первым аспектом химических процессов, ставшим предметом качественных и количественных исследований, было равновесие, перебрасывающее мост от термодинамики к химии. Результатом разработки последнего направления было создание химической статики, представляющей систему принципов и методов, позволяющих определить положения равновесия в гомогенных и гетерогенных средах в зависимости от параметров процесса. [c.10]

В результате взаимно противоположных процессов—осаждения и растворения—между осадком и растворенной частью вещества наступав состояние динамического равновесия, при котором скорость растворения равняется скорости осаждения, т. е. в данном случае имеют место процессы, протекающие в гетерогенной среде и напоминающие обратимые химические реакции с установившимся состоянием химического равновесия. [c.140]

То же самое можно показать и в отнощении другого, третьего и т. д. компонентов и записать общее условие равновесия р гетерогенной среде таким образом [c.80]

Как и другие эфиры целлюлозы, триацетат целлюлозы может быть получен в нескольких структурных модификациях. Так, например, триацетат целлюлозы I, полученный ацетилированием целлюлозы в гетерогенной среде смесью уксусного ангидрида и бензола при 55 °С, при переосаждении из смеси хлороформа и эфира переходит в иную структурную модификацию — триацетат целлюлозы IP . Переход модификации I в модификацию П обратим, обе модификации находятся в равновесии, зависящем от температуры и характера растворителя. При температурах ацетилирования ниже 30 °С образуется преимущественно ацетат целлюлозы I, независимо от того, применялась в качестве исходного вещества природная целлюлоза или гидратцеллюлоза. При более высоких температурах этерификации природная целлюлоза дает ацетат целлюлозы I, а гидратцеллюлоза — ацетат целлюлозы И. Продукт, полученный после омыления в мягких условиях (раствором едкого натра в метиловом спирте) ацетата целлюлозы I, имеет рентгенограмму природной целлюлозы, полученный при омылении ацетата целлюлозы II — рентгенограмму гидратцеллюлозы. Следовательно, ацетилированием гидратцеллюлозы при низких температурах и последующим омылением в мягких условиях можно перевести гидратцеллюлозу в структурную модификацию природной целлюлозы, т. е. получить тот же результат, который достигается нагреванием препаратов гидратцеллюлозы в полярных жидкостях при высокой температуре (см. гл. 1, стр. 74). [c.332]

Первый акт образования новой фазы — появление зародышей, являющихся минимальным скоплением новой фазы и находящихся в равновесии со средой. Известны два механизма образования зародышей а) гомогенный, при котором новая фаза зарождается в однородной старой фазе б) гетерогенный, при котором зарождение происходит в местах неоднородностей фазы. Примесями, служащими центрами конденсации по гетерогенному механизму, могут быть отдельные пылинки или заряженные частицы. [c.18]

Если реакция протекает в гетерогенной среде, то концентрации в газовой фазе твердых или жидких веществ практически не зависят от количества конденсированной фазы. Поэтому концентрации твердых или жидких веществ остаются постоянными и их можно внести в выражение константы равновесия. [c.165]

Так же как и другие эфиры целлюлозы, триацетилцеллюлоза может быть получена в нескольких полиморфных модификациях. Так, например, триацетилцеллюлоза I, полученная ацетилированием целлюлозы в гетерогенной среде смесью уксусного ангидрида и бензола при 55°, при переосаждении из смеси хлороформа и эфира переходит в иную структурную модификацию — триацетилцеллюлозу II Переход модификации I в модификацию II является обратимым, обе модификации находятся в равновесии, в зависимости от температуры и характера растворителя. При температурах ацетилирования ниже 30° образуется преимущественно ацетилцеллюлоза I, независимо от того, применялась в качестве исходного вещества природная целлюлоза или гидрат- [c.442]

Пользуясь знанием законов равновесия в гомогенной среде, мы можем подойти к изучению химических равновесий для процессов, идущих в неоднородной (гетерогенной) среде, когда реагирующие вещества находятся в различных фазах. Каждое твердое или жидкое вещество при постоянной температуре обладает определенной упругостью пара и посылает с поверхности раздела фаз свои частицы в газовую фазу до тех пор, пока не установится равновесие между парами и конденсатом, когда в единицу времени столько же частиц покидает поверхность твердого или жидкого вещества, сколько прилетает к ней из паров. Благодаря наличию конденсата газовая концентрация данного вещества в газовой фазе все время поддерживается постоянной. Химическая же реакция происходит между парами в газовой фазе, где и устанавливается обыкновенное гомогенное химическое равновесие. [c.169]

При организации гетерогенного каталитического процесса очень важен практический вопрос, есть ли в данной реакционной системе предпосылки для саморегулирования Для ответа на этот вопрос могут быть использованы различные экспериментальные методы, с помош,ью которых либо оценивается применимость выводов теории, либо выявляется механизм реакции и устанавливаются такие факты, как суш,ествование воздействий на дезактивацию и регенерацию катализатора в ходе реакции, поведение системы вблизи или вдали от равновесия, особенности кинетики реакций, наличие общей стадии в реакции модификации катализатора и каталитической реакции и т. п. При этом в качестве методов исследования воздействия среды на катализатор могут использоваться комбинация стационарного и нестационарного (например, импульсного) способов воздействия исследование природы промежуточных поверхностных соединений физическими методами идентификация новых состояний, возникающих в ходе каталитического процесса, и т. п. [c.300]

Исходя из предположения об аддитивности внутренней энергии смеси по массам фаз и допущения о локальном равновесии в пределах фазы, проанализированы отдельные вопросы термодинамики гетерогенных многокомпонентных сред получено явное выражение для диссипативной функции системы, выполнен ана- [c.77]

Система называется закрытой, если она может обмениваться с окружающей средой энергией и не может обмениваться веществом (жидкость и ее пар представляют собой открытую систему). Изолированная система не может обмениваться с окружающей средой ни веществом, ни энергией. Тело называется гомогенным, если внутри него в каждой точке соблюдается постоянство температуры, давления, концентрации и остальных макроскопических физических свойств (кристаллической структуры, показателя преломления и т. д.). Следует отметить, что такое определение имеет смысл только с макроскопической точки зрения. Если абстрагироваться от величины и формы тела, то говорят о фазе (пар, жидкость, кристалл). Гомогенная система содержит только одну фазу. Две фазы называются сосуществующими, если они, имея плоскую границу раздела, могут находиться в равновесии между собой, которое не обусловлено лишь торможениями (это имеет место, например, если два разных кристалла спрессованы при комнатной температуре). Гетерогенная система состоит из двух или более сосуществующих фаз. Число (независимых)-компонентов системы т в смысле термодинамики является одновременно числом видов веществ (или сортов частиц) в смысле химии с минус число уравнений реакций г, их [c.15]

Реакция оксимирования обратима. Равновесие ее сдвигается в сторону образования оксима при понижении кислотности среды, то есть при связывании выделяющейся кислоты щелочным реагентом. Реакция протекает в гетерогенной системе, в диффузионной области и, поэтому, ускоряется путем интенсивного перемешивания реагентов. Чтобы избежать побочных реакций конденсации циклогексанона оксимирование проводится в две стадии. Сначала процесс ведется в избытке циклогексанона, а затем, в избытке гидроксил амина. Выход циклогексаноноксима в этих условиях приближается к 100%. [c.347]

Как и другие силы, химические потенциалы каждого компонента в разных частях системы и на границе с внещней средой при равновесии должны стать одинаковыми. Например, для двух фаз гетерогенной системы л = л". [c.101]

Обратимся к применению закона действующих масс к гетерогенным реакциям. При термодинамическом выводе з. д. м. считалось, что химическое равновесие устанавливается в гомогенной (газовой) среде. Чтобы перенести это условие на гетерогенные химические равновесия, необходимо рассматривать равновесные соотношения между парциальными давлениями веществ также в газовой фазе. Парциальные давления газообразных участников реакции при постоянной температуре могут меняться в соответствии с законом действующих масс. Что же касается парциального давления каждого из твердых или жидких реагирующих веществ, то оно является величиной постоянной, как и постоянно давление насыщенного пара этого вещества при заданной температуре. Эти постоянные величины давлений пара можно ввести в константу равновесия, и она, таким образом, будет определяться равновесными парциальными давлениями газообразных участников реакции. Например, для реакции [c.135]

На основании данных уравнений, гипотезы о локальном термодинамическом равновесии в пределах раз и соотношения Гиббса была загшсана диссипативная функция - производство энтропии гетерогенной среды, представляющая собой с тиму произведений термодинамических сил на термодинамические потоки. [c.148]

Процесс разложения Mg Oз следует рассматривать как состояние подвижного химического равновесия в гетерогенной среде, находящегося в зависимости от температуры и давления. [c.61]

Отсутствие максимума скорости при нитровании в гетерогенной среде объясняется уменьшением растворимости нитруемого вещества в кислотном слое (в котором идет реакция) с разбавлением его, а также тем, что при гетерогенном процессе количество НЫОз относительно больше, а Н2504 меньше, чем в гомогенном процессе. Поэтому реакция образования N02+ всегда далека от завершения, и содержание ЫОг+ резко снижается с разбавлением серной кислоты. Как следствие этого, в гетерогенном процессе, при любой концентрации Н2504, добавки бисульфатов и азотистой кислоты (увеличивающие содер--жание Н504 ) снижают скорость нитрования вследствие сдвига равновесия реакции образования N02+ 2. [c.153]

Если реакцию проводить в эфире в отсутствие пиридина, она протекает медленно, так как основание Манниха практически нерастворимо. Общий выход продуктов при этом составляет 30% (20% кетола). Он повышается до 70% при добавлении пиридина в количествах, достаточных для растворения основания. Таким образом была устранена потеря производного винилкетона (XIV) из-за полимеризации. Кетол (XI), имеющий сс-метильную группу при узловом атоме углерода, дает Сд-эпимер циперона при дегидратации, катализируемой кислотами, и циперон с высоким выходом при медленной реакции в гетерогенной среде, что обусловлено обратимостью стадии циклизации (XV) (XIV). Осуществляя реакцию в условиях термодинамического контроля, можно достичь нового равновесия, где метильная группа у узлового атома будет иметь р-конфигурацию. [c.167]

Химическое равновесие устанавливается в гомогенной и гетерогенной средах. В гомогенной среде (газовая смесь, растворы) константу равновесия можно выразить через концентрации реатирующих веществ, парциальные давления, мольные доли, летучести и активности. С учетом взаимодействия между компонентами в реальных системах константу равновесия реакции, протекающей в газовой среде, более точно следует выражать через летучесть компонентов, а в растворах — через активность ( 28). Так, для реакции [c.62]

Тиоколовые каучуки получаются методом некаталитической по-ликондепсации, протекающей сначала в жидкой фазе, а затем при образовании новой твердой фазы — высокомолекулярного соединения (поликонденсата)—в гетерогенной среде — Т. Процесс поликонденсации, как и всякий обратимый процесс, характеризуется константой равновесия К и константами скорости прямой и обратной реакций. В момент равновесия скорость образования высокомолекулярного соединения равна скорости его деструкции. Если обе реакции являются реакциями второго порядка и если условно принять, что функциональные группы участвуют только в реакциях поликонденсации и не участвуют в побочных процессах, то фактическую скорость и-с образования продукта поликонденсации за промежуток времени т определяют по уравнению [c.53]

Однако, как оказалось, существует возможность доведения ионообменных реакций сильных электролитов до конца. Эта возможность реализуется в том случае, если процесс ионного обмена проводится не в гомогенной, а в гетерогенной среде, т. е. при введении в раствор твердой фазы, состоящей из способного к ионному обмену вегцостна — ионита. Тогда, в известной мере по аналогии со смещением равновесия вследствие увлечения одного из продуктов реакции в осадок, поглощение одного из иопов твердой фазой обеспечивает иногда довольно полное протекание процесса в желаемом направлении. В качестве иллюстрации приведенной выше аналогии между введением способной к ионному обмену твердо11 фазы с осадкообразованием уместно упомянуть работы, в которых было показано, что, нанример, в присутствии ряда современных высококачественных ионитов наблюдается растворение осадков сульфата стронция и даже бария, т. е. происходит переход соответствующего катиона из осадка в ионит. [c.6]

Среди различных методов сравнительного расчета термодинамических параметров химических реакцйй и других процессов своеобразное место занимают методы, основанные на сопоставлении этих процессов не при одинаковой температуре, а в условиях, от-вечаюпгих одинаковым значениям их констант равновесия (или, в более общей форме, одинаковым значениям AG°IT = — R In К). Сюда относятся, например, процессы испарения жидкостей при температурах кипения их при атмосферном (или другом одинаковом) давлении, процессы термической диссоциации карбонатов при температурах их разложения при атмосферном (или другом одинаковом) давлении, термической диссоциации окислов и других соединений (в форме гетерогенных или гомогенных процессов), сопоставление стойкости разных кристаллогидратов при заданной влажности воздуха и др. Первым в хронологическом отношении обобщением в этой области, нашедшим широкое применение, явилось известное правило Трутона, относящееся к процессам испарения жидкостей. Ле Шателье и Матиньон обнаружили, что аналогичная закономерность имеет место и для процессов термической дуссоциации кристаллогидратов солей, аммиакатов, карбонатов и других веществ при температурах, при которых давление диссоциации их равно 1 атм. Равновесное изменение энтропии в этих условиях оказывается равным примерно 32 кал/(К-моль). То же можно вывести из формулы Нернста, устанавливая при этом некоторую зависимость величины АН°/Т от температуры, при которой давление диссоциации в данном процессе равно 1 атм. Далее было показаночто приближенное постоянство равновесных изменений энтропии имеет место и при других химических реакциях, если сопоставление ограничивать реакциями, достаточно однотипными, причем такая закономерность наблюдается не только для условий, когда константа равновесия равна единице, но и когда она при другом численном значении одинакова для этих реакций. [c.185]

Наибольшим разнообразием факторов устойчивости и методов коагуляции отличаются дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Для них характерны все ранее рассмотренные как термодинамические, так и кинетические факторы устойчивости, поскольку только в жидких средах наблюдается диссоциация электролитов, вызывающая образование двойных электрических слоев, и сольватация, при которой возможно резкое снил ение межфазного натяжения. В жидких средах можно наблюдать адсорбционное понижение поверхностной энергии до минимальных значений, компенсирующихся энтропийным расталкиванием. В результате этого становится возможным самопроизвольное диспергирование нли образование гетерогенных дисперсных систем, устойчивых практически неограниченное время. В жидких средах возможно изменение плотности фаз в широких пределах, что, например, позволяет значительно легче достигать термодинамической устойчивости по отношению к седиментации (седиментацион-по-диффузионное равновесие). Для дисперсных систем с л<идкой дисперсионной средой, безусловно, возможно регулирование и кинетических факторов устойчивости к коагуляции и седиментации (изменение вязкости среды). [c.342]

Следует учесть, что гфиродная вода представляе собой многофазную гетерогенную систему открытого типа, обменивающуюся веществами и энергией с другими средами (водные объекты, атмосфера, донные отложения) и с се биологической составляющей. Кроме того, в природной воде присутствует множество взвешенных твердых частиц и микропу-зьфьков газов. Обычно их общее число составляет К) - 10 шт/л 29 . Помимо них толща воды пронизана микроорганизмами, о(>разующими биоту, которая находится в динамическом равновесии с внешней средой и представлена совокупностью гидробионтов Все эти факторы играют важную роль в формировании качества поверхностных вод и их способности к самоочищению. [c.125]

Методы, применяемые при изучении гомо- и гетерогенных равновесий с участием газовой или паровой фазы, объединяют под общим названием методов тенэиметрии. Они, с одной стороны, связаны с химическими превращениями в парогазовых средах, их ки-нетикон и термодинамикой, с другой — позволяют понять сущность химических превран1ений в конденсированных средах и в ряде случаев количественно охарактеризовать их. [c.37]