Гетерогенные реакции в раствора

Реакции могут быть гомогенными и гетерогенными. Г о м о г е н-н ы е реакции протекают в однородной среде (например, в газовой фазе или жидком растворе). Гетерогенные реакции протекают в неоднородной среде — между веществами, которые находятся в разных фазах (твердой и жидкой, газовой и жидкой и т. д.). Таким образом, гомогенные реакции происходят равномерно во всем объеме, заполненном реагентами, гетерогенные — только на некоторых пограничных поверхностях — на границе раздела фаз. Примером гетерогенной реакции мо кет служить реакция между веществом в газовой фазе и поверхностью жидкого или твердого тела. [c.192]

Она происходит на границе между твердым оксидом СаО и газообразным СО2. Другой пример гетерогенной реакции —взаимодействие металлического цинка с раствором кислоты. Запишем уравнение этой реакции в ионной форме [c.193]

Однако вследствие полимерной природы углеводородов появляются некоторые необычные трудности в реакции сульфирования их. Сульфирование сополимера чисто гетерогенная реакция. Шарикам углеводорода дают предварительно набухнуть в органическом растворителе, чтобы обеспечить мягкое и равномерное проникновение сульфирующего агента в твердую фазу [114 в противном случае наблюдаются потемнение и крекинг с образованием мягкой и нестойкой смолы. Сульфирование можно довести до конца при применении избытка концентрированной серной кислоты при. 100 [114] в полученном продукте содержится по одной сульфогруппе на каждое бензольное кольцо. Удаление избытка сульфирующего агента после окончания реакции вызывает изменение объема и рассеивание теплоты разбавления. Так как эти факторы также приводят к разрушению шариков, то на этой стадии следует применять специальные методы для того, чтобы реакция протекала умеренно, нанример обработка концентрированным раствором поваренной соли. Другой исследователь [87] описывает сульфирование 95%-ной кислотой полистирола в виде тонкой пленки, что обеспечивает хорошую проницаемость и эффективный отвод тепла. Наиболее целесообразно применять ступенчатое разбавление отработанной кислоты. При жестком сульфировании хлор- [c.538]

В качестве второго примера рассмотрим равновесие жидкость — пар водного раствора летучего бинарного электролита. При этом предположим, что электролит в растворе, который обозначим через полностью диссоциирует и что в паровой фазе, которую обозначим через ", электролит существует только в виде нейтральных молекул. Эти предположения выполняются достаточно точно для разбавленных водных растворов НС1, НВг и Н1. Как и в предыдущем примере, предположим, что в обеих фазах одинаковая температура и одинаковое общее давление. Электролитическую диссоциацию нужно теперь рассматривать как гетерогенную реакцию. Тогда условие равновесия (49.13) имеет вид [c.253]

ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ — константа равновесия гетерогенной реакции растворения (или обратной реакции осаждения) малорастворимой соли в определенном растворителе. Процессы образования и растворения осадков имеют большое практическое значение для различных отраслей науки и промышленности. Константа равновесия реакции растворения, называемая произведением растворимости ПР , является произведением концентраций соответствующих ионов в насыщенном растворе. Эта величина постоянна при постоянной температуре и давлении и может быть одной из основных характеристик осадка, на основании которой изменяют растворимость осадка, рассчитывают оптимальные условия осаждения. Правило постоянства произведения концентраций вытекает из закона действующих масс, если его применить для насыщенного раствора малорастворимого электролита. Например, в насыщенном растворе хлорида серебра содержатся отдельные ионы Ag+ и С1 , находящиеся в равновесии с твердой фазой Ag l [c.204]

Реакция может протекать в объеме фазы (гомогенно) или на границе раздела фаз (гетерогенно). Гомогенными реакциями являются, например, процессы в растворах, гетерогенными — реакции на границе газ — твердое вещество. [c.213]

Наиболее важными примерами гетерогенных реакций, имеющими практическое значение, являются реакции кислотного растворения рудных концентратов для извлечения полезных ископаемых, реакции твердофазного взаимодействия двух или нескольких оксидов для получения материалов современной техники (ферритов, сегнето и пьезокерамики и т. д.), многие реакции органических реагентов с водными растворами кислот и оснований. [c.54]

По этим причинам метод потока сравнительно мало применяется для получения точных данных о газовых реакциях. С другой стороны, этот метод очень удобен при изучении гетерогенных реакций, когда реакционная зона точно ограничена поверхностью катализатора и наиболее существенным фактором является диффузия из газовой фазы (или раствора) к поверхности катализатора. Метод был использован также и для изучения жидкофазных реакций, хотя при этом требуются очень большие количества растворителя. Применение метода потока часто требует довольно сложного оборудования для предварительного нагревания реагентов, точного регулирования потока, сбора и разделения продуктов. Типичная установка показана на рис. IV.2. [c.63]

В случае гетерогенных реакций в уравнения закона действия масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой фазе или в растворе. Концентрация вещества, находящегося в твердой фазе, обычно представляет собою постоянную величину и поэтому входит в константу скорости. Например, для реакции горения угля [c.174]

Гомогенный и гетерогенный катализ. Если реагенты и катализатор находятся в одной фазе (газовая смесь или раствор), то осуществляется гомогенный катализ. Если реагенты (газ или жидкость) плохо растворимы в жидком катализаторе или жидкий катализатор плохо растворим в жидких реагентах и имеются две фазы, то, хотя реакция осуществляется гомогенно, в одной из соприкасающихся фаз, она является гетерофазной. При определенных условиях кинетика такой реакции определяется массообменом между фазами катализатора и реагентов, и в этом случае протекает гетерогенная реакция. При гетерогенном катализе катализатор— твердое вещество, а реагенты —жидкие или газообразные вещества. Реакция в этом случае протекает на поверхности катализатора. Гетерогенный катализ распространен в нефтеперерабатывающей промышленности значительно больше, чем гомогенный. [c.135]

В жидкой среде катализ протекает по гетерогенно-гомогенному механизму значительно чаще, чем в газовой. Это происходит по ряду причин 1) вследствие большей скорости, чем в газовых средах гомогенной некаталитической реакции, интенсивность которой часто бывает соизмерима с гетерогенной реакцией на твердых катализаторах 2) в жидких средах нередко катализатор -выступает лишь как возбудитель цепной радикальной реакции, которая продолжается гомогенно в растворе 3) вследствие влияния растворителя. [c.53]

Рассмотрим теперь закрытую систему с фиксированными рабочими координатами, состоящую из т компонентов и а фаз. Предположим, что по крайней мере одна фаза является раствором электролита и что эта фаза находится в непосредственном контакте по крайней мере с одной электрически заряженной фазой. В остальном делаем такие же предположения, как и в 27. В частности, фазы должны быть полностью открытыми, так чтобы энтропия, объем и числа молей каждой фазы можно было варьировать, однако с тем ограничением, что не обязательно каждый компонент должен присутствовать в каждой фазе. Далее, исключаем диссоциацию электролитов (которая, согласно предположениям, рассматривается только как гетерогенная реакция), а также химические реакции в собственном смысле. Диссоциацию рассмотрим в 50, случай твердых поверхностей раздела фаз—в 51, химические реакции — в 52. [c.244]

Таблица 11.8. Меры окислительной активности неметаллов в газовой фазе и в гетерогенных реакциях без участия водных растворов

Гомогенной химической реакцией называется процесс, протекающий в одной фазе. Гетерогенной реакцией называется процесс, протекающий на поверхности раздела фаз. Любая реакция в растворе или реакция горения природного газа на воздухе будет гомогенной реакцией, реакция окисления в ЗОз на твердом катализаторе — гетерогенной реакцией. [c.309]

Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов, выражаемая основным законом химической кинетики, распространяется на газовые смеси и растворы, но она неприменима к реакциям с участием твердых фаз. В последнем случае реакция развивается не во всем объеме системы, а лишь на границе раздела реагентов (эти различия гомогенной и гетерогенной реакций были рассмотрены при сопоставлении их механизмов, с. 53). [c.56]

Мерой скорости химической реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема системы (для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции) Мерой скорости химической реакции могут быть и другие величины, например, изменение объема выделяющегося газа, вязкости раствора, его оптической плотности и др. Но все эти способы выражения скорости реакции в конечном итоге сводятся к изменению количества вещества. [c.188]

Скорость обрыва цепей на стенке, как скорость любой гетерогенной реакции, при прочих равных условиях растет с ростом отношения поверхности реакционного сосуда 5 к его объему V. В кинетической области скорость обрыва пропорциональна отношению 5/У. Кроме того, скорость обрыва зависит от величины е — вероятности захвата свободного радикала стенкой. Эта величина зависит от материала поверхности реакционного сосуда и меняется при изменении материала стенки или при различной ее обработке, например, при промывке сосуда растворами различных солей. Состояние стенки и, следовательно, величина может изменяться также в результате воздействия на нее промежуточных и конечных продуктов химической реакции. Поэтому скорость обрыва цепей в кинетической области может изменяться от опыта к опыту в одном и том же реакционном сосуде. [c.292]

Гомогенные и гетерогенные реакции. Химическая реакция, протекающая в пределах одной фазы, называется гомогенной (например, любая реакция в растворе), [c.514]

Эту же закономерность можно проследить и при гетерогенных реакциях. Скорость гидрирования олеиновой кислоты (и других ненасыщенных кислот) в уксуснокислом растворе пропорциональна количеству катализатора (Pt). [c.38]

Реакции могут быть гомогенными и гетерогенными. Гомогенные реакции протекают в однородной среде (например, в газовой фазе или жидком растворе). Гетерогенные реакции протекают в неоднородной среде — между веществами, которые находятся в разных фазах (твердой и жидкой, газовой и жидкой и т. д.). Таким образом, гомогенные реакции происходят равномерно во всем объеме, запол- [c.210]

Состояние химического равновесия определяется только соотношением концентраций веществ, находящихся в газовой фазе или в растворе, и не зависит от количеств реагирующих твердых веществ. К скоростям гетерогенных реакций закон действия масс вообще неприменим. [c.64]

К гетерогенным реакциям относятся, например, процессы растворения (соли водой или металла кислотой) кристаллизацию соли из раствора также можно рассматривать как гетерогенную реакцию. Следует отметить, что на поверхности раздела фаз газовые реакции протекают с большей скоростью, чем в объеме (гетерогенный катализ). Здесь граница раздела фаз играет роль катализатора (например, в различных реакциях гидрирования). [c.186]

Концентрация воды в водных растворах обычно очень велика, приблизительно 55 М, и в разбавленных растворах остается практически постоянной. Поэтому принято исключать концентрацию воды из выражения для константы ее самодиссоциации в вод ных растворах, подобно тому как мы исключали концентрации чистых твердых веществ и жидкостей из выражений для констант равновесия гетерогенных реакций (см. разд. 14.3). Это позволяет написать выражение для константы самодиссоциации воды в таком виде [c.75]

Рассматриваемое твердое вещество представляет собой ионное соединение (как и другие твердые вещества, которые мы будем обсуждать в данном разделе). Такие соединения почти всегда являются сильными электролитами в растворенном виде они присутствуют в растворе в виде ионов. Из разд. 14.3 нам известно, что в гетерогенных реакциях концентрация твердого вещества остается постоянной, что позволяет включить ее в константу равновесия. Таким образом, выражение для константы равновесия [c.124]

Формулы для константы химического равновесия, (Х.З) и (Х.8) можно применять и в том случае, когда в числе участников реакции кроме газов есть твердые или жидкие вещества (гетерогенные реакции). Тогда в правую часть формулы будут входить парциальные давления йли летучести паров конденсированных веществ. Если в реакции участвуют жидкие или твердые вещества, не образующие растворов друг с другом, то при данной температуре парциальное давление этих конденсированных участников реакции является величиной постоянной, зависит только от температуры и не зависит от парциальных давлений других газов или паров, имеющихся в системе. Поэтому давления паров конденсированных веществ для удобства расчетов в выражениях (Х.З) и (Х.8) вводят в константу равновесия, которая в этом случае будет определяться парциальными давлениями только газообразных участников реакции. [c.243]

При установившемся режиме реакции все три стадии ее протекают с равными скоростями. При этом во многих случаях энергия активации реакции невелика, и вторая стадия (собственно химическая реакция) могла бы протекать очень быстро, если бы подвод реагирующего вещества к поверхности и отвод продукта от нее тоже происходили бы достаточно быстро. Следовательно, скорость таких реакций определяется скоростью переноса вещества. Можно ожидать, что при усилении конвекции скорость их будет возрастать. Опыт подтверждает это предположение. Так, реакция горения угля, химическая стадия которой требует небольшой энергии активации, протекает тем быстрее, чем интенсивнее подается к углю кислород (или воздух). В случае гетерогенных реакций в уравнения закона действия масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой фазе или в растворе. Концентрация вещества, находящегося в твердой фазе, обычно представляет собой постоянную величину и поэтому входит в константу скорости. Например, для реакции горения угля [c.196]

Для гетерогенной реакции, когда участники находятся в разных фазах, но в каждой из фаз они являются компонентами раствора, ситуация будет аналогичной. [c.169]

Гетерогенные реакции весьма распространены и имеют важное значение в технике. Для них следует учитывать три основные характерные стадии поступление реагирующего вещества (газа, раствора) К поверхности химическое взаимодействие на поверхности освобождение поверхности от продукта реакции. Скорость реакций на поверхности твердых тел, как мы видим, связана кроме протекания непосредственно самой химической реакции со скоростью [c.169]

Химические реакции условно можно разделить на ряд групп, отличающихся какой-либо специфической особенностью. По агрегатному состоянию среды П реакции в газовой фазе 2) реакции в растворах 3) реакции в твердых средах. По агрегатному состоянию реагирующих веществ, продуктов реакции и среды химические реакции разбиваются на две группы 1) гомогенные химические реакции 2) гетерогенные химические реакции. В гомогенных химических реакциях исходные вещества, продукты реакции и среда образуют одну фазу. Химические реакции, в которых реагенты находятся в различных фазовых состояниях, а также реакции, протекающие на границе раздела фаз, называются гетерогенными реакциями. Например, Нг(г) + l2(r)-> 2Н1(г) —гомогенная реакция в газовой фазе, реакция взаимодействия СОг с СаО с образованием СаСОз, а также реакция синтеза NH3 на железных катализаторах Ыг-f-ЗН2 2ННз, протекающая на границе раздела фаз газ —твердый катализатор, являются гетерогенными реакциями. [c.531]

Сиектор и др. [10] изучали реакцию оксихлорирования этилена в водной среде. Реакция протекала очень хорошо, если в раствор вводили некоторое количество хлорида меди для образования комплекса с этиленом. Продолжая эту работу, Хейие-мапн [И] показал, что можно значительно уменьшить индук-цпонный иерпод гетерогенной реакции, если к катализирующему ее дихлориду меди добавить хлорид меди. [c.260]

Разработан эффективный алгоритм для численного исследования тепло -массопереноса в аппаратах химических производств. Он позволяет исследовать сопряженный тепло - массоперенос в движущемся растворе, стенках и армату -ре, в инкрустациях и отложениях [1]. Возможно исследование пространственно-неоднородного роста отложений, причем модель учитывает влияние локальных значений концентраций компонентов и те.мпературы раствора. Численный метод позволяет исследовать нелинейные процессы при протекании гомогенных и гетерогенных реакций при корректном учете сопряженного теаю-массопереноса в реакторе. Задача, как правило, решается в двухмерной поста-новке (плоско-параллельной или осесимметричной), однако возможно исследование трехмерных задач. [c.38]

Различают диффузию линейную и пространственную полубеско-нечную и ограниченную стационарную и нестационарную. Линейная диффузия происходит в одном направлении, пространственная — в разных направлениях. Диффузия называется полубесконечной, если фронт диффузии в процессе гетерогенной реакции не успевает достигнуть границы системы диффузия будет ограниченной, если фронт диффузии достигает границы системы. Под фронтом диффузии понимается граница внутри раствора, где еще не заметны изменения в концентрации, вызванные процессом диффузии. При стационарной диффузии концентрация вещества в любой данной точке пространства не меняется со временем при нестационарной меняется. [c.368]

Примером гомогенных реакций может служить любая реакция в растворе. Примером гетерогенной реакции может служить любая реакция, идун1,ая на поверхности твердого катализатора (гетерогенная каталитическая реакция). Примерами гомогенно-гетерогенных реакций могут служить некоторые реакции между газами, отдельные стадии которых протекают па стенках реаь.ционного сосуда. Понятия гомогенный н гетерогенный применимы как к реакции в целом, так и к любой ее отдельной стадии. Гомогенно-гетерогенным может быть только сложный процесс, включающий несколько стадий. [c.33]

Согласно уравнению v — Vidl/Vdt = dni/Vdt = d i/dt в гомогенных реакциях целесообразно выражать удельную скорость в газе или растворе как производную концентрации любого реагента по времени. В гетерогенных реакциях между твердыми веществами, например [c.220]

Гетерогенным называют катализ на поверхности твердых тел, находящихся в контакте с реагирующими веществами в газовой фазе или в растворах. Основные теоретические положения, необходимые для понимания сущности гетерогенного катализа, уже изложены в гл. 14 в связи с обсуждением роли адсорбции в гетерогенных реакциях. При проведении реакции на поверхности твердых тел последняя играет вполне определенную роль благодаря адсорбции на поверхности понижается энергия активации катализируемой реакции. До настоящего времени еще не существует удовлетворительной количественной теории катализа. В любой каталитической реакции важнейшее значение имеет структура поверхности. Катализ протекает не на всей поверхности твердого тела, а главным образом на активных центрах (дислокациях, ребрах кристаллов и других дефектах кристаллов). Кроме того, известно, что каталитическая активность зависит от кристаллографической плоскости, — кристаллы, ориентированные в некоторых определенных направлениях, обладают максимальной активностью. Большое значение в гетерогенном катализе имеют смешанные катализаторы. Примером могут служить почти все известные газовые реакции, используемые в химических технологических процессах (синтез аммиака, синтез 50з, гидрирование угля по Бергиусу или Фишеру— Тропшу, окисление аммиака по Оствальду и многие другие). [c.196]

Многие агротехнические и агрохимические мероприятия в земледелии освов а-ны на учете скорости протекания гетерогенных реакций. Так, применение в качестве фосфорного удобрения гранулированного суперфосфата на почвах, богатых полуторными оксидами, оказывается более эффективным, чем применение порошковидного суперфосфата. Объясняется это тем, что поверхность соприкосновения с почвой и почвенным раствором у гранулированного суперфосфата значительно меньше, чем у обычного. В результате чего скорость связывания фосфат-ионов в труднорастворимые и практически не доступные для растений формы в виде фосфатов железа и алюминия значительно меньше. Гранула в почве растворяется постепенно, и потому корневая система растения оказывается обеспеченной подвижными формами фосфора более длительное время. [c.171]

В выражение константы равновесия гетерогенной реакции концентрации кристаллических фаз не входят (если не образуются твердые растворы). Это объясняется тем, что какое бы количество (очень много, очень мало) крист.чллической фазы ни 11Лходи.юсь I) равновесной системе, комцсчгграция ее (выри женная в моль/л) всегда одна и та же. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология