Кинетика экстракции с химической реакцией

Обычные значения коэффициентов массопередачи лежат в пределах 10 —10 см/с, что соответствует общему сопротивлению 100—1000 с/см. Химическая гетерогенная реакция первого или псевдопервого порядка, обратное значение константы скорости которой сравнимо с значением этого сопротивления, будет оказывать ощутимое влияние на скорость экстракции. Такую реакцию обычно называют медленной, понимая под этим лишь сравнимость времени релаксации химического и диффузионного процессов. В кинетике гомогенных химических реакций принято условно делить все реакции на быстрые и медленные. Гомогенные реакции первого порядка, имеющие константу скорости выше 10 с , считаются быстрыми для их исследования требуются специальные методы, отличающиеся от традиционных [70]. [c.391]

Задача о массообмене движущейся твердой частицы, капли или пузыря с окружающей средой лежит в основе расчета многих технологических процессов, связанных с растворением, экстракцией, испарением, горением, химическими превращениями в дисперсной системе, осаждением коллоидов и т.п. Так, в промышленности процесс экстракции проводится из капель или пузырей, широко применяются гетерогенные превращения с использованием частиц катализатора, взвешенных в жидкости или газе. При этом скорость экстракции и интенсивность каталитического процесса в значительной мере определяются величиной полного диффузионного притока реагента к поверхности частиц дисперсной фазы, который в свою очередь зависит от характера обтекания и формы частицы, влияния соседних частиц, кинетики поверхностной химической реакции и других факторов. [c.136]

Четвертый выпуск сборника содержит краткие сообщения о научно-исследовательских работах, выполненных в СССР в 1967 г. в области массообменных процессов химической технологии. Эти работы посвящены общим вопросам теории массопередачи, кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ — твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, ионообмен, экстрагирование, кристаллизация), а также кинетике процессов, осложненных химическими реакциями. В отдельной главе рассмотрены методы расчета оптимизации и моделирования массообменных процессов. [c.2]

Когда исследования кинетики направлены на изучение механизма химических реакций, протекающих в объеме фаз, всегда желательно проводить экстракцию в режиме, при котором скорость экстракции не зависит от гидродинамической обстановки в аппарате. [c.399]

Существующие теории скоростей химических реакций пока не в состоянии предсказать кинетику образования (или распада) экстрагируемых соединений. Таким образом, основным источником информации о кинетике элементарных химических взаимодействий нри экстракции является эксперимент. [c.403]

В последние годы изучению кинетики экстракционных процессов уделяется все больше внимания. Важность этих исследований заключается не только в определении путей интенсификации процесса экстракции, но в большей степени в получении информации о механизме химических реакций, сопровождающих массопередачу, а также в возможности использовать кинетические факторы для разделения методом экстракции близких по свойствам элементов. [c.200]

Броунштейн Б. И., Кинетика процессов абсорбции н л<идкостной экстракции, сопровождаемых обратимой химической реакцией, Труды Гос. института прикладной химии, вып. 49, Госхимиздат, 1962, стр. 162. [c.685]

Кишиневский М. X., Корниенко Т. С., О кинетике экстракции, осложненной химической реакцией, ЖПХ, 37, № 6, 1285 (1964). [c.687]

Умеренные скорости химических реакций в экстракционных процессах, видимо, относительно мало влияют на суммарные ВЭТТ по сравнению с диффузионно-контролируемыми процессами. Отсутствие информации по кинетике экстракции часто делает трудным разделение этих эффектов. Напротив, в тех случаях, [c.103]

Хотя в зависимости от свойств определенной экстракционной системы процессом, определяющим кинетику экстракции, может стать как первая, так и вторая стадии, в большинстве случаев медленное установление равновесия определяется, по-видимому, химическими реакциями в водной и органической фазах. [c.194]

Этому вопросу посвящено значительное число работ [38, 43, 44]. Интерес к проблеме обусловлен, во-первых, тем, что массопередача при зарождении и движении капель является наиболее типичной и практически важной, и, во-вторых, тем, что исследования кинетики экстракции с единичными каплями дают возможность выяснить механизм массопереноса и химических реакций, протекающих в системе. [c.155]

Таблица Ill.t. Дифференциальные уравнения, начальные и граничные условия, принятые при описании кинетики экстракции с химической реакцией типа А- В

При исследовании кинетики экстракции иО2(Ы0з)г в ТБФ методом единичных всплывающих капель [92] квадратичная зависимость скорости экстракции от концентрации ТБФ ошибочно воспринята авторами как свидетельство медленной реакции второго порядка по данному компоненту. Такого рода ошибки являются довольно распространенными при исследовании гетерогенных обратимых реакций в диффузионной области. Отсюда следует важный вывод, что изучениям кинетики химических реакций при экстракции обязательно должен предшествовать этап установления действительного режима реагирования. [c.180]

При Ь/с>а отрезок отсекается на оси У . Этот случай соответствует обычным представлениям о влиянии СМБ на кинетику. Таким образом, как и при медленной поверхностной химической реакции, наличие СМБ может приводить к возникновению переходного времени /п. При 6/е<а отрезок отсекается на оси ординат, т. е. в отличие от случая с химической реакцией, принципиально возможно не только торможение, но и ускорение экстракции [86, 100]. [c.183]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ПРИ ЭКСТРАКЦИИ [c.185]

С учетом указанных требований обсудим основные методы исследования кинетики химических реакций при экстракции. [c.186]

Последним доказательством применимости уравнений химической кинетики должно являться в нашем случае более сильное влияние температуры на величины коэффициентов массопередачи, по сравнению с соответствующей зависимостью Для диффузионной кинетики. Поставленные опыты по определению коэффициентов массопередачи при различных температурах показали, что значение энергии активации колеблется в пределах 0,7—8,0 ккал. Такие значения очень малы, и это, казалось, противоречит представлению о том, что катионообменная экстракция определяется медленной химической реакцией. Однако не следует забывать, что в гетерогенных процессах действующие вещества разобщены. Поэтому химическая реакция протекает в очень небольшой области, расположенной вблизи границы раздела фаз, и реализация удачных столкновений молекул осуществляется только в одном направлении — в сторону другой фазы. В гомогенных же процессах активные молекулы могут гораздо быстрее вступить во взаимодействие по всему объему фазы, двигаясь в любом направлении. Таким образом, медленность химических реакций определяется не природой действующих веществ, а условиями, в которых она протекает. [c.95]

Технологические процессы в химическом производстве включают в себя, помимо проведения реакций, как механические и гидродинамические операции (измельчение, сортировка, подача сырья в реакционный аппарат, удаление из него и транспортировка в другие аппараты продуктов реакции, фильтрование, промывка), так и физико-химические (растворение, поглощение или конденсация газа, извлечение (экстракция), перегонка и ректификация). При проведении химической реакции исходные вещества должны достигнуть (в результате диффузии) зоны реакции, а продукты реакции удалиться йз нее. Если скорость диффузии меньше скорости самой реакции, то она определяет скорость превращения говорят, что такая реакция протекает в диффузионной области (и это снижает производительность), а в случае обратного соотношения — в кинетической, так как она определяется только кинетикой ее. Для достижения этого применяют более интенсивную подачу и перемешивание, что ускоряет диффузию. Большинство реакций в настоящее время каталитические. Открытие и применение более активного катализатора не только повышает производительность, но и позволяет (для экзотермических реакций) снизить температуру, а нередко и давление и, кроме того, увеличить выход продукта. [c.11]

К КИНЕТИКЕ ЭКСТРАКЦИИ, СОПРОВОЖДАЮЩЕЙСЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ [c.150]

Известно, что экстракция — сложный гетерогенный процесс, скорость которого определяется соотношением скоростей массопередачи и химической реакции. Поэтому изучение кинетики экстракции необходимо проводить так, чтобы исключить, по возможности, влияние одной из стадий на общую скорость процесса. [c.202]

В статье, посвященной кинетике МФК, Гордон и Кутина [10] подробно обсуждают возможность совместного использования соотношений, описывающих процесс экстракции и химическую реакцию [уравнения (1) и (2)]. Некоторые из их расчетов и графиков пригодны для особых целей. С их помощью можно выбрать такую систему для измерения скоростей реакций, которая будет вести себя в согласии с простыми кинетическими закономерностями. При этом особое внимание следует проявлять при сравнении катализаторов в сходных экспериментах с использованием различных концентраций ониевых ионов и/или ионов щелочных металлов. [c.51]

Изучение кинетики химических реакций давно привлекало внимание химиков, интересующихся вопросами механизма реакций [1, 2]. За последнее время предложены новые экспериментальные методики (релаксация ультразвука, скачок температуры или давления, остановленная Струя), которые позволили применить кинетические исследования к изучению механизма чрезвычайно быстрых реакций, в частности реакций комплексообразования. Однако 1в большинстве работ используется очень сложное оборудование. В нашей лаборатории недавно показано [3—5], что с помощью метода экстракции можно просто и удобно изучать кинетику быстрых реакций образования хелатов металлов и других комплексов [6]. [c.59]

В сборнике дано краткое содержание около 200 научно-исследовательских работ по массообменным процессам химической технологии, выполненных в СССР в 1965 г., но еще не опубликованных в печати. Эти работы посвящены общим вопросам теории и расчетной практики процессов массопередачи, гидродинамике и кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ —твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, экстрагирование кристаллизация), а также процессов, осложненных химической реакцией. [c.2]

Фомин В. В. Некоторые проблемы исследования кинетики химических реакций при экстракции,-В кн. Химия процессов экстракции. М., Наука , 1972, с. 102— 111, [c.114]

Обсуждая некоторые общие аспекты кинетики в аналитической химии, мы рассматривали в основном кинетику химических реакций и прежде всего реакщш, положенных в основу обнаружения и определения веществ химическими методами. В то же время данные о кинетике других процессов (растворение, кристаллизация, парообразование и т. д.), часто используемых в методах разделения и определения, ничуть не менее важны, и кинетика этих и других процессов, положенных в основу методов экстракции, хроматографии, электрохимии и др., будет обсуждаться в соответствующих главах. [c.94]

Книга Последние достижения в области жидкостной экстракции под редакцией К. Хансона, изданная в 1971 г., представляет собой обзор важнейших работ по теории и практике экстракции, выполненных главным образом за последние годы, в котором процесс экстракции рассматривается во всем его многообразии. Отдельные главы посвящены химии экстракционных процессов, массопередаче, в том числе массопередаче, осложненной химической реакцией, явлениям на границе раздела фаз, коалесценции капель, типовому промышленному оборудованию и его расчету и т. д. По рекомендации Научного совета по теоретическим основам химической технологии мы опустили при переводе некоторые главы из книги (например, Функции отклика и контроль за экстракционными процессами , Одновременная тепло- и массонередача и Теплопередача при прямом контакте жидкость — жидкость ). В то же время мы сочли необходимым дополнить русский текст книги главой Кинетика экстракции в системе электролит — неэлектролит , учитывая развитие этого направления- у нас в стране и за рубежом и его перспективы для выяснения тонкого механизма экстракции и интенсификации экстракционных процессов. [c.9]

В тех случаях, когда экстракция происходит в результате комплексообразования между растворенным веществом и экстрагентом, общая скорость процесса может определяться как скоростью массопередачи между фазами, так и кинетикой реакции комплексообразования. Массонередача, сопровождаемая химической реакцией, детально обсуждается в главе 9. [c.20]

Однако в гидрометаллургии существуют такие процессы, где подобное соотношение скоростей не соблюдается и кинетика химической реакции играет важную роль в определении скорости процесса в целом. В этом случае эффективность экстрактора является функцией времени пребывания фаз в смесителе. Поэтому нельзя механически переносить закономерности экстракции с одного типа аппарата на другой. Так, если для установления химического равновесия в смесителе — отстойнике было достаточно времени, то его может не хватать при использованип центробежного экстрактора. При этом характеристика последнего не будет отвечать тому числу единиц переноса, на которые он был спроектирован. [c.359]

Единственный литер атурный обзор по кинетике экстракции неорганических веществ был выполнен в 1964 г. Золотовым, Алиыа-рпным и Бодня [11. С тех пор интерес к вопросам кинетики экстракционных процессов значительно возрос, и в настоящее время накоплен обширный материал, который в основном разрознен по различным журнальным статьям и зачастую противоречив. Обобщение этого материала и его систематизация может иметь большое значение для выявления основных закономерностей влияния химических реакций на скорость экстракции веществ. Эта проблема представляет теоретический интерес, так как только исследования в области кинетики дают возхможность изучить тонкий механизм процессов экстракции. В то же время решение этой проблемы имеет важное практическое значение для расчетов экстракционной аппаратуры и особенно в связи с созданием аппаратов с малым временем контакта фаз. [c.379]

Ускоряющее влияние реакций связывания переносимого компонента в извлекающей фазе на кинетику его массопередачи вначале было доказано исследованиями в области хемосорбции труднорастворимых газов [2—4]. Разработанные при этом теории в дальнейшем без существенных изменений были перенесены на процессы экстракции с химическими реакциями [6, 117, 118, 152, 153]. В частности. Шарма [118], используя теорию хемосорбции Данквертса [156 — 158], обсудил влияние необратимой реакции второго порядка в извлекающей фазе на скорость массопередачи вещества при экстракции. Еще раньше Раал и Джонсон [152] вывели уравнение скоростп экстракции при наличии обратимой реакции димеризации экстрагируемого вещества в органической фазе, а Оландер учел обратимые реакции сольватации [151 ] и димеризации [153]. [c.381]

Диффузионные ячейки с перемешиванием неперспективны для исследования кинетики гомогенных реакций при экстракции. Достижение кинетического режима в данном аппарате в большинстве случаев невозможно из-за малой удельной поверхности фазового контакта [т. е. невозможно реализовать условия, выраженные неравенствами (36)]. В связи с этим нужно признать неудачным выбор метода исследования кинетики экстракции цинка дитизоном в работе [87]. Ранее Хонакер и Фрейзер [112] показали, что скорость экстракции Zn ограничивается протеканием медленных химических реакций образования экстрагируемого соединения в водной фазе. Этот вывод был сделан на основании исследования кинетики экстракции в эмульсиях, т. е. при большой поверхности фазового контакта. Выводы Хонакера и Фрейзера, естественно, не могли быть подтверждены в работе [87] с помощью метода диффузионных ячеек с перемешиванием. [c.401]

Родди, Колемап, Араи [19] исследовали кинетику и механизм экстракции Ре (III) из растворов НС1О4 ди-2-этилгексилфосфорной кислотой в более широких пределах изменения условий экстракции двумя методами в диффузионных ячейках с перемешиванием и в эмульсиях. Они подтвердили, что определяющая скорость экс-стракции химическая реакция протекает на границе раздела фаз, Однако механизм экстракции оказался более сложным, нежели это следует из работы [16]. [c.411]

Основные научные исследования относятся к химии редких металлов, Разработал теоретические основы и технологию разделения, а также прецизионной очистки циркония и гафния. Установил существование устойчивых многоядерных соединений циркония. Разработал новые методы изучения нестационарной массопередачи в процессах экстракции, обеспечивающие измерение констант скорости поверхностных реакций и определение механизма поверхностных явлений, Развил кинетику химических реакций извлечения и явлений, сопровождающих эти реакции на границе раздела фаз. В соавторстве с сотрудниками издал учебник Технология редких металлов в атомной технике (1974). Основал одну из научных школ по кинетнке экстракционных процессов, [c.602]

Однако иногда экстракционное равновесие устанавливается медленно. Процесс экстракции, как правило, определяется в данных случаях медленными химическими реакциями в водной или органической фазе (кинетическая область). К таким реакциям можно отнести, например, гидролиз или регидролиз в водной фазе. Медленное установление равновесия в водной фазе, по-видимому, определяет кинетику экстракции сурьмы (V) [315, 367, 368] и селена (IV) [102, 128]. При средних концентрациях HG1, наряду [c.74]

При протекании химических реакций в экстракционных системах картина процесса в общем случае оказывается более сложной, чем рассмотренная выше. Однако если экстракция осуществляется в кинетическом режиме, обусловленном медленными реакциями в объеме какой-либо фазы, описание кинетики извлечения вещества резко упрощается. В этом случае диспергирование, коа-лесценция, стесненное движение капель, продольное перемешивание в аппаратах, адсорбция ПАВ и другие процессы, которые трудно (а порой и невозможно) точно учесть при расчете скорости экстракции, играют несущественную роль. При этом не нужно знать ни поверхность фазового контакта, ни коэффициенты массоотдачи. Такие процессы, однако, крайне редки. [c.164]

Основу метода составляют два главных принципа 1) исследования кинетики проводятся в неперемешиваемых системах, так как при этом имеется возможность строго описать транспорт веществ в фазах 2) кинетика переноса исследуется вплоть до весьма малых значений времени контактирования фаз, что достигается регистрацией одновременно двух кинетических кривых, относящихся к одному и тому же процессу, но снятых в разных временных интервалах (О—2 и О—1000 с). Это дает возможность идентифицировать тип химических реакций, сопровождающих массопередачу с высокой точностью определить значение начальной скорости экстракции и затем рассчитать эффективную константу скорости поверхностного процесса найти коэффициенты диффузии веществ в фазах проводить зондирование весьма тонких слоев возле границы раздела фаз. [c.189]

С помощью описанных методов к настоящему времени накоплен обширный фактический материал, указывающий на то, что массопередача при экстракции неорганических веществ нейтральными, основными и кислыми (в том числе хела-тообразующими) агентами сопровождается рядом межфазных явлений, весьма существенно влияющих на кинетику диффузионного переноса. Речь идет прежде всего о поверхностных химических реакциях, возможность протекания которых учитывается еще не всегда [108, 109]. [c.190]

Поверхностные реакции, как оказалось, являются результатом взаимодействия между адсорбированными частицами (ss-механизм), а также между адсорбированными частицами и набегающими из объема какой-либо фазы (su-меха-низм). В обоих случаях описание кинетики химического взаимодействия требует знания адсорбционных характеристик всех компонентов системы, поскольку на поверхностные концентрации реагентов влияет адсорбция нереагирующих веществ. В связи с этим становится понятным влияние примесей ПАВ на кинетику экстракции даже в неперемешиваемых системах. Особенно сильно оно в тех случаях, когда поверхностная реакция протекает с участием адсорбированных ионов. Отталкивание их одноименных зарядов может быть ослаблено или усилено за счет введения в систему ПАВ с различным знаком потенциалообразующих зарядов двойного электрического слоя. Это обстоятельство можно с успехом использовать для идентификации ионных реакций, протекающих в пределах плотной части двойного электрического слоя, установления знака заряда участвующих в этих реакциях частиц, а также при подборе ускоряющих экстракцию добавок. [c.190]

Изучение кинетики процесса экстракции сероводорода из ППФ и бензинов представляет не только практический, но и теоретический интерес, так как лимитирующей стадией процесса экстракции (сопровождаемого протеканием обратимой химической реакции) сероводорода из ППФ является сопротивление фазы трикалифосфата, а сероводорода из бензина — фазы бензина. [c.352]

Броунштейн Б. И. Кинетика процессов абсорбции и жидкостной экстракции, сопровождаемых обратигной химической реакцией.— В кн. Работы по термодинамике и кинетике химических процессов. Л., Госхимиздат, 1962, вып. 49, с. 162— 167. [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология