Энергия процесса диффузии

В мембранных системах с возрастающей энергией связи повышение селективности сопровождается снижением проницаемости и, следовательно, производительности мембранных модулей. В ряде случаев этого удается избежать путем формирования оптимальной структуры матрицы мембраны, направленного синтеза полимерных материалов для разделения газовых смесей определенного состава, причем особенно перспективны реакционно-диффузионные мембраны, в которых возможно максимальное приближение к природным мембранным системам за счет сопряжения процессов диффузии, сорбции и химических превращений. [c.15]

Процесс стеклования полимеров не всегда сопровождается резким изменением энергии активации диффузии, в частности не обнаружено изменения аргона в полиэтилметакрилате и поливинилхлориде, в то время как для полиметилакрилата и поливинилацетата наблюдалось уменьшение величины аргона примерно на одну треть [12]. [c.87]

Исследуем влияние температуры на идеальный фактор разделения. Температурная зависимость проницаемости чистых компонентов, как это следует из уравнения (3.76), зависит от энтальпии растворения и энергии активации диффузии Однако избирательность сорбционного процесса а //, как показано в разд. 2.2, при изменении температуры оказывается более консервативной характеристикой, чем проницаемость А(Т). [c.107]

Муса и от 9 до 11 ккал/моль для остальных грунтов) значительно превосходят значения энергии активации вязкости воды (от 3 до 6 ккал/моль) и подвижности водородных ионов (от 1 до 3 ккал/г-ион), что указывает на существенное различие процессов диффузии в жидкой фазе грунтов и почв и в растворах электролитов. gs Возможны и отступления от экспоненциальной зависимости скорости грунтовой и почвенной коррозии металлов от температуры, связанные с более быстрым высыханием или с меньшей аэрацией грунта или почвы при повышении температуры. [c.389]

Для оценки эффективности возможных путей воздействия на скорость гетерогенной реакции очень важно знать, какая из стадий ее является в данных условиях наиболее медленной и, следовательно, определяющей скорость реакции в целом. В одних случаях этой стадией являются процессы диффузии того или другого компонента реакции из объема фазы к поверхности раздела или наоборот. В других —само химическое взаимодействие на поверхности раздела. Различие между этими случаями наиболее сильно проявляется в зависимости скорости реакции от температуры. Скорость диффузионных процессов изменяется с температурой сравнительно слабо (примерно на 1—3% на градус), а скорость химического взаимодействия—значительно сильнее (примерно на 10—30% на градус, в зависимости от энергии активации). [c.489]

Из уравнения (186.1) видно, что между 1пг,, и 1/Г существует линейная зависимость и что по тангенсу угла наклона прямой можно рассчитать энергию активации. По величине энергии активации т) и зависимости ее от перенапряжения можно сделать вывод о природе электродной поляризации. Если энергия активации практически не зависит от перенапряжения (рис. 179, прямые а) н совпадает с величиной, специфической для процессов диффузии в водных растворах (10—12 кДж/моль), то электродная реакция сопровождается диффузионным перенапряжением. Более высокое значение энергии активации Е (40 [c.510]

В то время как лимитирующей стадией образования осадка является процесс на поверхности раздела, растворение осадка и его созревание по Оствальду, вероятно, лимитируются процессами диффузии [11]. Свободная энергия поверхности системы, содержащей частицы осадка различного размера, понижается за счет агломерации или созревания по Оствальду. Мелкие частицы находятся в равновесии с раствором при некоторой степени пересыщения Si, более крупные частицы — при более низкой степени пересыщения 52. В системе устанавливается пересыщение, промежуточное между 5i и S2, что ведет к растворению мелких частиц и дальнейшему росту более крупных. Агломерация является другим путем снижения общей поверхностной энергии. Скорость агломерации зависит от количества частиц и заряда их поверхностей. Для систем, содержащих менее 10 частица/мл, скорость агломерации незначительна даже при отсутствии заряда на частицах, а если заряд поверхностей частиц высок, то агломерации вообще не наблюдается. К числу стабилизируемых таким образом систем принадлежит коллоидный оксид кремния. [c.21]

Плотность нейтронов низких энергий в точке с координатой х также невелика, потому что 1) нейтроны, энергия которых мала, в процессе диффузии уже далеко переместились от источника, распределились в очень боль- [c.193]

Такой характер распределения температуры и концентрации обусловлен аналогией или, как принято говорить, подобием процессов диффузии и теплопроводности. Несмотря на интенсивный тепло- и массообмен в пламени, реакция протекает как бы в адиабатических условиях. Диффузионный перенос недостающего компонента смеси из данного слоя как раз компенсируется соответствующим переносом тепла. Сумма тепловой и химической энергии в каждом слое фронта пламени постоянна, если молекулярные веса компонентов значительно не отличаются друг от друга, т. е. практически [c.20]

Высокие значения энергии активации объясняются совмещением процесса диффузии серы с разрывом прочных связей углерод-углерод. [c.33]

Электронное возбуждение полимерной сетки может быть вызвано электромагнитным излучением (свет, ультрафиолетовое излучение, -излучение) или облучением частицами. Для передачи энергии соударения частиц или кванта излучения электрону необходимо, чтобы энергия оказалась достаточной для перехода последнего в возбужденное состояние н чтобы существовал механизм взаимодействия. При облучении светом в видимой части спектра фотон, скажем, длиной волны 330 нм обладает достаточной энергией для разрыва С—С-связи.. Однако фотон не будет поглощаться алканами, и в них нет электронных состояний с такой же или меньшей энергией возбуждения. Для эффективного разрыва связей фотон должен поглощаться и взаимодействовать с электроном связи. Подобное взаимодействие происходит либо непосредственно, либо косвенно с помощью механизмов переноса энергии путем диффузии экситона, одноступенчатой передачи или поглощения флюоресцентного света, испускаемого той же самой или другой (примесной) молекулой [11]. Природа и последовательность этих важных процессов, которые определяют фотохимическую стабильность (или нестабильность) полимеров, не будут здесь подробно рассматриваться. Интересно, однако, определить уровни энергии, на которых начинается возбуждение электронов или ионизация молекул, и изменения энергии связи, вызванные в свою очередь возбуждением или ионизацией. [c.109]

Процесс диффузии —это процесс самопроизвольного выравнивания концентрации. 9.2. Абсорбция в отличие от адсорбции состоит в поглощении веществ всем объемом поглотителя, а не только его поверхностью. 9.3. Рис. 49. 9.4. Оптимальный катализатор — это катализатор, отвечающий условию равенства энергии активации образования активированного комплекса с катализатором и энергии активации распада этого комплекса. Энергия активации для оптимального катализатора равна половине теплового эффекта данной химической реакции. 9.5. 0,0239 см . 9.6. 30,8 см/с. 10.1. Диффузионным слоем называется слой, прилегающий к поверхности раздела фаз, который не затрагивается перемешиванием и где выравнивание концентрации происходит только за счет диффузии. 10.2. Удельной каталитической активностью катализатора называется разность в скоростях реакции с катализатором и без него ( каталитическая активность ), отнесенная к единице количества катализатора. 10.3. [c.117]

Для процессов диффузии и протекания реакций в твердых телах решающее значение имеет наличие и возникновение дефектов кристаллической решетки. Известно, что реакционная способность реальных кристаллов тем выше, чем больше энергия их решетки отличается от энергии решетки идеального кристалла. В совершенной кристаллической решетке массопередача, необходимая для осуществления реакции в твердой фазе, практически невозможна. [c.207]

Коэффициент диффузии зависит от массы и размеров молекул веществ, участвующих в процессе диффузии, а также от температуры и вязкости среды. При данной температуре средняя кинетическая энергия молекул различных газов одинакова, т. е. [c.423]

Коэффициент В называется коэффициентом диффузии. Он зависит от природы диффундирующего вещества и среды, а также от температуры. Коэффициент диффузии увеличивается с повышением температуры по закону, аналогичному уравнению Аррениуса. Однако энергия активации диффузии в газах или жидкостях обычно не превышает 1—4 ккал/моль, т. е. во много раз меньше энергий активации химических реакций. Следовательно, с повышением температуры скорость диффузии растет значительно медленнее (у—1,1), чем скорость химического процесса (у —2—4). [c.293]

Процесс адсорбции идет в сторону уменьшения свободной энергии поверхности о. Этот процесс, обусловленный молекулярными силами, создает градиент концентрации у поверхности и в предельном случае приводит к заполнению поверхностного слоя тем компонентом, который обладает наименьшим значением а. Наоборот, тепловое движение молекул стремится восстановить равенство концентраций в объеме и в поверхностном слое. Равновесие устанавливается тогда, когда процесс адсорбции, приводящий к увеличению концентрации, компенсируется процессом диффузии из поверхностного слоя вглубь раствора. Это состояние равновесия, отвечающее минимуму свободной энергии всей системы, описывается уравнением адсорбции Гиббса, являющимся следствием второго начала термодинамики. [c.88]

Встречаются, однако, реакции, протекающие практически без энергии активации. К ним относятся рекомбинация ионов, атомов и свободных радикалов. Такие реакции протекают очень быстро со скоростью, близкой к скорости диффузионных встреч в жидкости, их называют быстрыми или диффузионно-контролируемыми реакциями, скорость которых зависит уже от физического процесса диффузии частиц-реагентов в растворе. Константу скорости поступательной диффузии выражают через коэффициенты диффузии реагентов Da и Db следующим образом (г в см, D — в см с ) [c.117]

В большинстве случаев энергия активации химических реакций существенно больше, чем процессов диффузии. Поэтому при низких температурах развитие процесса обычно лимитируется скоростью химического превращения. Отличительными особенностями гетерогенных процессов, протекающих в кинетической области, являются следующие [c.385]

В силу неравенств (13.26) при положительных ёп и 0 будет отрицательно, т. е., как то и следует из основных положений термодинамики, самопроизвольный процесс диффузии сопровождается уменьшением энергии Гиббса системы. Однако процесс идет неравновесно и не сопровождается совершением какой-либо полезной работы. [c.209]

Необходимо также отметить, что при выявлении очень маленьких по геометрическим размерам неоднородностей применение полирующих травителей более эффективно, чем селективных. Для правильного понимания этого явления следует учесть, что при химическом полировании концентрация молекул травителя вблизи поверхности кристалла различна и зависит от энергии активации, т. е. от микроструктуры данного участка поверхности. С другой стороны, концентрация молекул травителя изменяется за счет процессов диффузии относительно плавно и не может скачкообразно принять другое значение. Иными словами, можно утверждать, что в пределах небольшого объема, определяемого так называемой диффузионной длиной, концентрация молекул травителя практически постоянна. Отношение скоростей травления для двух участков поверхности кристалла, находящихся на расстоянии, не превышающем диффузионной длины, определяется поэтому только разницей в энергиях активации, т. е. в микроструктуре рассматриваемых участков [c.110]

В заключение заметим, что существует мало травителей с ярко выраженными полирующими свойствами. Последнее объясняется тем, что ввиду значительных энергий активаций, единичная скорость химических реакций при обычных температурах, как правило, существенно меньше, чем единичная скорость процесса диффузии. Поскольку единичные скорости диффузии в большинстве растворов и для большинства молекул имеют близкие и весьма высокие значения, то можно утверждать, что скорость растворения в полирующих травителях должна быть существенно больше, чем в селективных если для большинства [c.110]

Эта экспоненциальная зависимость коэффициента диффузии носит также название закона Аррениуса. Атомные механизмы диффузии связаны с геометрией рещетки. С наименьщими затратами энергии процессы диффузии идут по поверхности твердого тела, на границах зерен, вдоль линий дислокаций и других дефектов рещетки. [c.318]

Анализ данных табл. 3.2 и 3.3 позволяет отметить, что введение различных заместителей в полимерные цепи заметно меняет и растворимость, и скорость диффузии, причем энергия активации диффузии, как правило, возрастает. Это сильно воздействует на температурную зависмость проницаемости и, как будет показано далее, на селективность процесса проницания. [c.90]

Начальные участки поляризационных кривых (рис. 293) указывают на преобладание катодного контроля при коррозии железа в расплаве Na l, а значение энергии активации катодного процесса в этой области (18 ккал/моль — рис. 294) близко к значению энергии активации вязкости Na l (13 ккал/моль), что указывает на контроль катодного процесса диффузией основного деполяризатора (кислорода) к катоду, скорость которой в значительной мере зависит от вязкости расплава. [c.409]

Нейтроны, рождаемые в результате реакции деления, распределены но всему спектру энергий одиако большинство пз них имеет энергию значительно большую тепловой. Эти нейтроны высоких энергий замедляются до тепловых скоростей, испытывая ряд рассеивающих столкновений с ядрами среды. Термализовапные (замедленные до тепловой энергии) нейтроны подвергаются процессам диффузии в реакторной системе, пока в конце концов не поглотятся пли не покинут реактор через границы. Одпоскоростное диффузионное уравиение (5.13) описывает пространственное раснределение этих замедлившихся нетронов, если выражение для источника (г) задано. [c.155]

Изучение температурной зависимости водородопроницаемости при различ 1 напряжениях показало, что с увеличением приложенных напряжений дается теидевцня к уменьшению энергии активации процесса диффузии (рис. 4. 4 1 [c.251]

С точки зрения микроскопической теории коэффициент диффузии должен определяться пара.метрами молекул растворителя и растворенного вещества. Главную роль в диффузии играет движение вакансий — дырок . При близких размерах молекул растворителя и растворенного вещества остается в силе формула для коэффициента самодиффузии, представленная выше. При этом значение энергии активации практически не меняется, несмотря на то, что вместо части молекул растворителя теперь присутствуют молекулы растворенного вещества. Я- И. Френкель объясняет это тем [38], что при перемещении маленьких молекул растворенного вещества окружающие молекулы растворителя увлекаются согласно закономерностям макроскопической гидродинамики. Процессы диффузии и самодиффузии схожи, ири этом энергия активации относится ко всему комплексу частиц, участвующих в элементарном перемещении. Отсюда следует, что основным и определяющим вкладом в энергию активации является характер взаимодействия молекул растворителя друг с другом. Поэтому энергии активации близки. Кроме того, молекула примеси может переместиться в результате случайного возникновения рядом полости , в результате флуктуаци-онного раздвижсния молекул растворителя происходит пассивный, без энергетических затрат, переход в эту полость. Но энергия, затрачиваемая на образование этой полости, определяется взаимодействием молекул растворителя. [c.48]

Фенолы - слабые кислоты (константа диссоциации = 10 1 +10 ) хинолин и изохинолин — слабые основания (константа диссоциации = 10" ), поэтому степень их извлечения несколько уменьшается из-за частичного гидролиза солей. Последний может быть подавлен при использовании избытка реагентов, а его неблагоприятное действие в определенной мере снято в результате использования противотока масел и реагентов. По условиям равновесия принципиальных ограничений полноты извлечения фенолов и оснований из фракции нет. Он ограничивается условиями массообмена, а лимитирует процесс диффузии извлекаемых веществ в масле. Перемешивание увеличивает скорость процесса, но не может интенсифицироваться беспредельно из-за легкой эмульгируемости масел, что связано с малым поверхностным натяжением на границе раздела фаз масло - щелочной раствор. На полноту извлечения фенолов влияет присутствие во фракциях оснований, образующих с нолами в маслах относительно стабильные продукты взаимодействия (энергия взаимодействия 25-33 кДж/моль). [c.329]

К бимолекулярным процессам тушения следует отнести триплет— триплетную аннигиляцию, тушение примесями, тушение синглетными невозбужденными молекулами (самотушение). Триплет— триплетная аннигиляция при импульсном возбуждении наблюдается очень часто, особенно при больших концентрациях триплетов. Частично этот процесс связан с переводом одной из триплетных молекул в синглетно-возбужденное, а второй — в основное состояние. Константа триплет — триплетной аннигиляции feg является диффузионной и составляет 10 —10 ° л-моль- -с для обычных невязких растворителей. Энергия активации триплет — триплетной аннигиляции совпадает с энергией активации диффузии. Таким образом, лимитирующей стадией триплет — триплетной аннигиляции служит диффузия триплетных молекул. [c.166]

Неупорядоченность, присущая аморфным полимерам, является причиной появления структурных дырок , неподвижных при температуре, меньшей температуры стеклования, и подвижных при более высокой температуре. Поэтому выше температуры стеклования дырки играют роль центров движения, поскольку все свободное пространство необходимо для сегментальной диффузии (лежащей в основе течения). Иначе говоря, полимерные сегменты перепрыгивают в дырки (оставляя позади новые) в процессах диффузии и те-, чения. Скорость этих сегментальных процессов увеличивается с ростом температуры и уменьшается с увеличением энергии межсег-ментального (межмолекулярного) взаимодействия, обычно выражаемыми через энергию активации вязкого течения. Кинетическая теория жидкостей Эйринга [43] основана именно на этой молекулярной модели. Впервые она была сформулирована применительно к течению мономеров, при этом в ней предполагалось, что размеры дырок соизмеримы с размерами молекул, а не сегментов. [c.67]

Диффузия — это перемещение вещества в результате хаотического движения частиц, обусловленного кинетической энергией, или направленного движения их, определяемого градиентом концентрации или химического потенциала. В последнем случае диффузия протекает в сторону меньшей концентрации или большего химического потенциала. Движущей силой диффузии, как и любой другой реакции, является разность термодинамических потерщиалов. Механизм диффузии в твердых телах достаточно сложен. Согласно начальным представлениям (Хевеши), процесс диффузии рассматривался как попарный обмен местами соседних элементов решетки при их тепловом движении. Однако впоследствии появились другие взгляды (Иоффе) на механизм перемещения вещества в кристаллической решетке, послужившие основой для количественной теории диффузии (Френкель, Вагнер, Шоттки). [c.205]

Из уравнения (186.1) видно, что между 1пгт и ]/Т существует линейная зависимость и что по тангенсу угла наклона прямой можно рассчитать энергию активации. По величине энергии активации E-q и зависимости ее от перенапряжения можно сделать вывод о природе электродной поляризации. Если энергия активации практически не зависит от перенапряжения (рис. 179, прямые о) и совпадает с величиной, специфической для процессов диффузии в водных растворах (10—12 кДж/моль), то электродная реакция сопровождается диффузионным перенапряжением. Белее высокое значение энергии активации Е (40— 80 кДж/моль), характерное для химических реакций в растворах, и зависимость Е от перенапряжения (рис. 179, прямые б) свидетельствуют об активационной поляризации. [c.510]

Роль гомогенных химических реакций в электродных процессах была впервые выяснена в ходе полярографических измерений на капельном ртутном электроде на примере процессов, скорость которых определяется предшествующей реакцией рекомбинации анионов кислот с ионами водорода (Р. Брдичка, К. Визнер). При достаточно низких значениях pH на полярограммах электровосстановления пи-ровиноградной и фенилглиоксалевой кислот на ртути имеется лишь одна волна, отвечающая электровосстановлению недиссоциированных молекул кислоты (рис. 165). При увеличении pH высота волны уменьшается и одновременно появляется при более отрицательных потенциалах волна восстановления анионов кислоты. Высота первой волны оказывается ниже, чем рассчитанная по уравнению Ильковича, исходя из соответствующей концентрации недиссоциированных молекул кислоты в растворе. Кроме того, ток этой волны не зависит от высоты ртутного столба кне, тогда как величина предельного диффузионного тока пропорциональна / /lнg. Наконец, ток первой волны резко возрастает при увеличении температуры, так что энергия активации процесса, соответствующего первой волне, оказывается значительно выше, чем энергия активации процесса диффузии. Все эти факты указывают на то, что ток первой волны имеет кинетическую природу, а именно, обусловлен медленным протеканием реакции про- [c.305]

Многие из таких частиц будут возвращаться к поверхности кристалла. Если кинетическая энергия их в этот момент будет достаточно велика, чтобы оторваться от сольватирующихся молекул растворителя и приблизиться к поверхности кристалла, то силовое поле поверхности кристалла может эти частицы удерживать и они снова будут занимать места в кристаллической решетке растворяемого вещества. Скорость процесса возвращения частиц растворенного вещества из раствора в кристаллическую решетку прямо пропорциональна их концентрации в растворе и будет расти по мере накопления растворенного вещества в растворе. Когда скорости процессов перехода вещества из кристалла в раствор и из раствора в кристалл сравняются, концентрация вещества в растворе перестанет изменяться — раствор станет насыщенным и установится равновесие между двумя фазами. Если объем раствора велик, то такое растворение установится не скоро. Лишь тонкий слой раствора, непосредственно прилегающий к поверхности кристалла, очень быстро станет почти насыщенным, в более же удаленных слоях раствора концентрация будет меньше или равна нулю (если растворение производится в чистом растворителе). При этом неизбежно возникает процесс диффузии, в результате которого растворимое вещество будет распространяться от поверхности кристалла в глубь раствора. [c.405]