Химические реакции механизм и кинетика

Фундаментом прогнозирования активности, селективности и других специфических свойств катализатора должна стать детальная микроскопическая теория гетерогенного катализа, опирающаяся на современные представления квантовой химии и теории твердого тела. Описывая элементарные акты реакций и превращений вещества на поверхности реального катализатора, такая теория в принципе дает возможность не только в полной мере понять механизм, кинетику и термодинамику катализа, но и предсказать каталитическую способность того или иного металла, полупроводника, диэлектрика в конкретной химической реакции. Однако незавершенность теорий катализа не позволяет однозначно предсказывать оптимальный состав промышленных катализаторов и другие их характеристики для действующих и проектируемых производств. До сих пор решение проблемы подбора катализаторов опирается в значительной мере на эмпирические подходы, сопряженные с большими затратами рутинных форм труда. Так, в поисках первого катализатора для синтеза аммиака было исследовано около 20 тыс. различных веществ [1, 2]. В 1973 г. число известных органических соединений оценивалось в 6 млн. Ежегодно только в нашей стране синтезируется более 40 тыс. новых химических соединений. Таким образом, разработка научно обоснованных целенаправленных стратегий поиска катализаторов представляет актуальную проблему современного катализа. Актуальность проблемы подтверждается еще и тем, что коло 90% промышленных химических и нефтехимических производств ведется с применением катализаторов. [c.56]

Формальная кинетика изучает зависимость скорости реакции (протекающей при постоянной температуре) от различных факторов, а также занимается классификацией химических реакций. Формальная кинетика не объясняет характера наблюдаемых зависимостей и детального механизма протекающих процессов. Процессы изучаются и классифицируются на основе нескольких принципов, принимаемых за аксиомы. К их числу относится закон действующих масс, который позволяет выразить скорость химической реакции с помощью молярных концентраций реагентов. Для элементарной реакции [c.254]

Слово анализ в заглавии книги характеризует наш метод. Это значит, что мы хотим разделить рассматриваемый предмет на составные части и исследовать взаимоотношения этих частей. Вслед за анализом возникают многочисленные задачи синтеза, служащие для расчета химических реакторов. Основная же наша цель — понять структуру предмета. Поскольку мы стремимся изучить поведение химических реакторов (а они создаются для проведения химических реакций), нам следует начать с установления общих принципов описания химических реакций. Здесь, на границе нашей области, лежит соседняя область чистой химической кинетики. Предметом химической кинетики является исследование механизма химических реакций на молекулярном уровне. Для наших целей достаточно взять только результаты кинетических исследований. Наш подход к собственно химической реакции будет чисто феноменологическим. При таком подходе основная роль отводится стехиометрии и термостатике, так как все возможные изменения состояния системы обусловлены ограничениями, налагаемыми стехиометрией и термодина- [c.7]

Развитие представлений о кинетике химических реакций. Классическая кинетика, основываясь на законе действующих масс и на законе распределения Максвелла — Больцмана, создала фундаментальные -количественные зависимости скорости протекания химических реакций от таких основных параметров, как концентрация реагирующих веществ, температура и давление процесса. При этом сохранялось представление о чисто молекулярном механизме протекания реакций, описываемом обычными стехиометрическими уравнениями. Установленные количественные зависимости были подтверждены многими экспериментальными наблюдениями. Вместе с тем одновременно накапливались и такие экспериментальные факты, которые эти зависимости уже не в состоянии было описать. Наблюдались химические реакции, протекавшие или значительно медленнее, или значительно быстрее, чем это вытекало из установленных соотношений. Понадобилось дальнейшее развитие кинетических представлений, отчасти связанных с некоторой детализацией простейшего молекулярного механизма, а в основном—с переходом на так называемый цепной механизм реакций, в котором основную роль играют [c.53]

Метод меченых атомов приобрел большое значение во многих областях науки. Особенно широко он используется в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы нашли также широкое применение при изучении ряда важнейших проблем химии и физики. В настоящее время известны работы по применению радиоактивных изотопов при исследовании реакций изотопного обмена, изучении строения и прочности молекул, при исследовании механизма и кинетики химических реакций, механизма катализа, адсорбции, диффузии, трения, при изучении проблем аналитической химии, электрохимии и т. д. За последнее время меченые атомы начали применяться для исследования и контроля промышленных процессов. [c.337]

Изучение кинетики является эффективным средством, помо гающим разобраться в механизме любой химической реакции. Изучение кинетики включает измерения скорости реакции и рассмотрение факторов, влияющих на эту скорость, а именно концентрации реагентов (или каких-либо других соединений, введенных в реакционную смесь), температуры, при которой проводится реакция, и природы растворителя. Кинетика реакции определяется ее механизмом, т. е. последовательностью тех элементарных актов, в результате которых происходит превращение исходных веществ в конечные продукты реакции. Поэтому обычно главная цель кинетических исследований состоит в получении данных, позволяющих сделать заключения относительно механизма реакции. [c.661]

В первой части книги рассмотрены механизмы и закономерности равновесных изомерных превращений органических соединений. Основной характеристикой таких процессов является относительная термодинамическая устойчивость изомеров. Вторая часть посвящена молекулярным перегруппировкам, происходящим при химических реакциях, в том числе процессам, приводящим к соединениям, способным к изомерным превращениям в последнем случае, поскольку результат химической реакции определяется кинетикой, могут получаться смеси взаимопревращающихся изомерных соединений, состав которых далек от равновесного, [c.10]

Применение изотопов при исследовании механизма химических реакций дает возможность определять скорости образования и расходования промежуточных продуктов, выяснять последовательность образования промежуточных веществ, устана вливать вещества, образующиеся параллельно из одного и того же предщественника, а также выяснить, какие связи разрываются в процессе реакции. Причем для правильного рещения вопроса о кинетике необходимо располагать сведениями о протекающих в системе обменных реакциях. [c.376]

Кинетика химическая — учение о скоростях и механизмах химических реакций. Знание кинетики позволяет совершенствовать известные и создавать новые технологические процессы, создает основы для автоматического управления химическими процессами. [c.18]

Успешно применяется кулонометрический метод в фазовом и металлографическом анализе, д/1я исследования кинетики химических реакций, механизма электроокисления и восстановления органических и неорганических веществ, изучения коррозии и решения многих других вопросов. [c.256]

Химическая кинетика — раздел химии, изучающий скорость химических реакций, механизмы их протекания и факторы, влияющие на скорость. [c.17]

При выяснении вопроса об определяющем в ионообменной кинетике значении химического или диффузионного механизмов наиболее наглядным показателем являются результаты, полученные при изучении зависимости скорости процессов ионного обмена от зернения сорбента. Действительно, если скорость-определяющей стадией является химическая реакция, то кинетика процесса не будет зависеть от величины зерен сорбента наоборот, зависимость скорости обмена от зернения сорбента однозначно свидетельствует о решающей роли одного из диффузионных процессов. [c.99]

Когда электронный, ионный газы и газ нейтральных частиц не находятся в тепловом равновесии, то существует обмен энергией между электронами и нейтральными частицами и ме)1 ду электронами и ионами. Последний происходит путем кулоновских соударений. Оба процесса могут приводить неносредственно или через стадии возбуждения к химическим реакциям. Механизм и вероятности этих реакций и надо изучить в плазмохимической кинетике на основе конкретного анализа всех взаимодействий в системе и основных принципов обобщенной неравновесной химической кинетики [c.305]

Если известно, что процесс химической абсорбции протекает в режиме быстрой реакции, то для определения коэффициента абсорбции/г°, а следовательно, получения через уравнение (8.1) информации о кинетике химической реакции, пригоден любой абсорбер с известной поверхностью раздела фаз. Абсорбер — очень ценный прибор для эксперимента, так как еко можно использовать для определения констант скоростей реакций в случае довольно быстрых жидкофазных реакций и для некоторых других типов иссл едований кинетики. Конечно, если кинетика рассматриваемой реакции исследована независимо, то данные, полученные на лабораторных абсорберах, можно использовать для подтверждения осуществимости режима быстрой реакции и корректности предположенного механизма химической реакции. [c.96]

Таким образом, для полного описания химической реакции необходимо знать также закономерности ее протекания во времени, т. е. ее скорость и детальный механизм. Скорость и механизм химических превращений изучает особый раздел химии — химическая кинетика. [c.192]

Химическая кинетика — наука о механизме и скоростях химических реакций. [c.16]

Современный обзор работ по кинетике и механизму сложных химических реакций (в том числе теория периода индукции, наблюдающегося в различных случаях) дан в монографии Н. Н. Семенова О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности (свободные радикалы и цепные реакции) , Изд-во АН СССР, М., 1958.— Прим. ред. [c.102]

Теоретическое рассмотрение такого сложного процесса, основанное на изучении его детального механизма, кинетики химических реакций с учетом влияния различных факторов, осложняющих процесс (испарение, перенос тепла и реагирующих веществ), трудно осуществимо. Приходится прибегать к построению упрощенных моделей процесса горения. В теории горения широкое распространение получила упрощенная модель, основанная на представлении о том, что скорость химической реакции горения лимитируется медленно протекающими физическими процессами — испарения распыленного топлива, смесеобразования, теплообмена и т. п. ( физическая модель процесса горения) [144]. Данная модель предполагает, что химические закономерности горения могут быть сведены к физическим закономерностям. [c.112]

Химическая кинетика занимается изучением скорости химических реакций и механизма их протекания. Задача технической кинетики — выбор таких условий, при которых химическое превращение, проходящее с соответствующим выходом, достигало бы скорости, позволяющей реализовать это превращение в промышленных условиях. [c.204]

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ МЕТОДОМ МЕЧЕНЫХ АТОМОВ [c.369]

Гл. XIV. Изучение механизма и кинетики химических реакций [c.372]

Путем исследования кинетики химической реакции с применением меченых атомов можно в ряде случаев непосредственно определить скорость образования и расходования любого промежуточного продукта, получающегося в сложной химической реакции, и тем самым судить о механизме этой реакции. Рассмотренная ниже методика решения указанной задачи была предюжена М. Б. Нейманом. Если в результате сложной химической реакции образуется промежуточный продукт X по схеме [c.377]

Химическая кинетика представляет собой учение о скоростях химических реакций, о факторах, определяющих эти скорости, а также о механизме химических реакций. Скорость химической реакции служит важнейшей количественной характеристикой химического взаимодействия. [c.8]

При изучении термодинамики электрохимических процессов достаточно знать, что изменение энергии электрохимического элемента полностью определяется химическими реакциями на электродах. Однако при изучении кинетических закономерностей необходимо также знать механизм электродных процессов. Изменения в строении двойного электрического слоя на электродах, которые не сказываются на равновесных значениях электродных потенциалов, влияют на скорости электрохимических реакций. Поэтому при изучении кинетики электродных процессов очень важно знать потенциалы нулевого заряда, а также молекулярное строение границы электрод — раствор. [c.536]

Этан 5. Изучение кинетики химических реакций, включающее а) синтез конкурирующих механизмов на основе априорной информации о процессе и построение конкурирующих кинетических моделей б) разработку стратегии стартового экспериментирования и проведение экспериментов на базе нового экспериментального оборудования в) оценку параметров г) планирование уточняющих, дискриминирующих экспериментов установление адекватной модели. [c.19]

Долгое время считалось, что магнитные поля не могут влиять на химические реакции в растворах, идущие через радикальный механизм. Опыты, свидетельствующие об этом, считались недостоверными. Тем более, что результаты их не были стабильными. Это объясняется тем, что, не зная механизма процесса, экспериментаторы не МОГЛИ учесть и стабилизировать все факторы, влияющие на реакцию. Подвергались сомнению такие важные, новые научные направления, как магнитобиология, маг-нитотерапия. Но открытие в 1967 г. явления химической поляризации ядер атомов стимулировало интерес ученых к механизму воздействия магнитных полей на некоторые жидкофазные реакции. Установлено, что при определенных радикальных реакциях магнитное поле влияет на переориентацию магнитных моментов в радикальных парах (электронные спины) и, через этот промежуточный механизм, на химические реакции. Изменяются кинетика процесса и соотношение продуктов, получаемых в результате реакции. Этот эффект может иметь большое практическое значение, например, в магнито-биологии, в реакциях радикальной полимеризации при получении пластмасс и др. [c.90]

Синтез механизмов реакции на основе стехиометрического анализа системы. Роль второго этана в общей ППР для определения механизма и кинетики химической реакции исключительно велика, ибо необоснованно выбранная или неполная система гипотез о механизме реакции не может привести к построению адекватной модели химической реакции. Практика показывает при этом, что экспериментатор, исходя из интуитивных соображений, как правило, не может выбрать достаточно полную систему конкурирующих гипотез, особенно для многостадийных химических реакций. [c.173]

В многочисленных исследованиях было показано, что основным фактором, определяющим скорость распространения пламени, является химическая реакция, служащая тем источниколг тепловой и химической энергии, который поддерживает горение и обеспечивает распространение пламени. Впервые мысль об основной роли химической реакции, ее кинетики в механизме распространения пламени была высказана Нейманом и Уилером [4481. [c.236]

В многочисленных исследованиях было изучено влияние различных факторов на нормальную скорость горения газовых смесей. Все эти исследования приводят к заключению, что основным фактором, определяющим скорость распространения пламени в газовых смесях, является химическая реакция, служащая тем источником тепловой и химической энергии, который поддерживает горение и обеспечивает распространение пламени. Впервые мысль об основной роли химической реакции, ее кинетики в механизме распространения пламени была высказана Нейманом и Уилером [1342] (1929 г.), которые на этой основе дали качествен-Т1ое истолкование установленной на опыте зависимости скорости пламени от состава горючих смесей. Так, Например, приведенной на рис. 143 зависимости скорости пламени в кислородно-азотных смесях метана от их состава, из которой следует резкое уменьшение скорости пламени при добавлении метана или кислорода сверх стехиометрии (отвечающей составу СН4-Ь 20а) или при добавлении азота, Пейман и Уилер дают следующее объяснение. По их мнению, влияние избыточной концентрации реагирующих веществ, как и влияние азота, прежде всего сводится к уменьшению скорости реакции из-за понижения температуры пламени, особенно сильного при добавлении метана ввиду его большой теплоемкости (по сравнению с теплоемкостью О2 и N3). Заметно менее сильное- [c.488]

В многочисленных исследованиях было изучено влияние различных факторов на нормальную скорость горения газовых смесей. Все эти исследования приводят к заключению, что основным фактором, определяющим скорость распространения пламени в газовых смесях, является химическая реакция горения, служащая тем источником тепловой и химической энергии, который поддерживает горение и обеспечивает распространение пламени. Впервые мысль об основной роли химической реакции, ее кинетики в механизме распространения пламени была высказана Пей-мгном и Уилером [1015] (1929), которые на этой основе дали качественное истолкование установленной на опыте зависимости скорости пламени от состава горючих смесей. Влияние состава газа на скорость пламени, по мнению этих авторов, сводится к изменению скорости реакции горения и к изменению температуры пламени, обусловленным изменением концентраций реагир тощих веществ. Так, например, представленной на рис. 191 зависимости скорости пламени в кислородно-азотных смесях метана от их состава, из которой следует резкое уменьшение скорости пламени при добавлении метана или кислорода сверх стехиометрии (отвечающей составу СН4 -Ь 20г) или при добавлении азота, Пейман и Уилер дают следующее объяснение. По их мнению, влияние избыточной концентрации реагирующих веществ, как и влияние азота, прежде всего сводится к уменьшению скорости реакции из-за понижения температуры пламени, особенно сильного при добавлении метана ввиду его большой теплоемкости (по сравнению с теплоемкостью О2 и Nг). Заметно менее сильное влияние кислорода по сравнению с азотом, имеющим практически ту же теплоемкость, что и кислород, объясняется тем, что одновременно с понижением температуры и связанным с этим уменьшением скорости реакции избыточная концентрация кислорода, являющегося участником реакции, вызывает и обратный эффект, т. е. относительное увеличение скорости реакции. [c.587]

Как видно пз выражения (VIII, 27), в данном случае скорость химической реакции определяется кинетикой процесса адсорбции и не зависит от механизма поверхностной реакции. Из этого уравнепия следует, что когда адсорбция реагента является контролирующей ступенью, начальная скорость (при Аз = 0) прямо пропорциональна активности реагента. Если общая константа К мала, то скорость обратной реакции не зависит от Да,- Последний случай характеризует реакции, в которых скорость ограничивается кинетикой десорбции. [c.178]

Кинетика химических реакций. Механизм процесса и его кинетическая оценка имеют большое значение для теории и практики. К сожалению, в пастояш ее время отсутствуют обоснованные данные по механизму большинства химических реакций в низкотемпературной плазме. [c.54]

Данные по механизму и кинетике химических реакций имеют не только чисто теоретическое, но и большое практическое значение. Познание механизма реакций заключается в установлении энерге — тически наивыгодных реакционных маршрутов, структуры образующихся в отдельных микростадиях промежуточных веществ (актив — ных комплексов, частиц и др.) в зависимости от типа и строения реагирующих молекул и способа активации реакций. В свою очередь, мехаьсизм реакций является основой для установления кинетических закономерностей протекания реакций во времени в зависимости от параметров химического процесса. [c.16]

Интересной цепной реакцией, имеющей большое практическое значение, яьляется реакция термического крекинга углеводородов. Для вывода уравнении кинетики этой реакции можио исходить или из знания конкрегного механизма ее, т. е. знания всех элементарных процессов, из которых складывается весь процесс и целом, или из некоторых обни-ix качественных соображений, согласующихся с опытом. Первый путь практически невозможен, так как за исключетюм некоторых реакций в разреженных пламенах (см, гл. IV, 8), детальный механизм подавляющего большинства химических реакций неизвестен. Поэтому реальным является только второй путь, [c.210]

В двадцатых годах XX века Н. Н. Семенов совместжз с со-рудииками, изучая кинетику различных процессов, открыл ив-ения, необъяснимые на основе существовавших в то время пред-тавлений о механизме химических реакций. Для их объяснения [c.183]

Головичев В. И., Голубкова Н. А., Димитров В. И. и др. Максимальный кинетический механизм и частные модели воспламенения в системе Hj—Од.— В кн. Кинетика химических реакций. Черноголовка ИХФ АН СССР, 1977, с. 23—26. [c.373]

Мойн Ф. Б., Лось В. Г. Особенности кинетики и механизма окисления Нз на пределах воспламенения,— В кн. Кинетика химических реакций, Черноголовка ИХФ АН СССР, 1977, с, 26-30, [c.374]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология