Обратимая химическая реакция в жидкой фазе

Гетерогенно-каталитические процессы, осуществляемые в жидкой фазе, весьма немногочисленны. Реакторы для таких систем напоминают реакторы для газофазных гетерогенных реакций. В зависимости от величины теплового эффекта, чувствительности процесса к изменению температуры, сложности химического процесса (обратимые, последовательные, параллельные, последовательно-параллельные реакции) могут применяться аппараты смешения и вытеснения емкостного типа с механическими мешалками, трубчатые, колонные с неподвижным слоем катализатора (адиабатические или секционированные) и колонные с суспендированным катализатором. [c.61]

Краевая задача (6.41) вместе с первыми четырьмя уравне ниями из (6.15) и соответствующими граничными условиями составляет математическое описание абсорбционного процесса, механизм которого предполагает одновременное влияние гидродинамики, диффузии и обратимой химической реакции в жидкой фазе. Относительный вклад этих трех процессов определяется значениями безразмерных параметров в (6.41). Абсорбция, сопровождающаяся необратимой химической реакцией (у <С 1), может существовать на практике, если [c.107]

Рассматривая механизм химических реакций, следует прежде всего иметь в виду, что характер взаимодействия существенно зависит от агрегатного состояния реагентов и продуктов. Реагенты и продукты, вместе взятые, образуют так называемую физико-химическую систему. Совокупность однородных частей системы, обладающих одинаковыми химическими составом и свойствами и отделенных от остальных частей системы поверхностью раздела, называют фазой. Например, если в стакан с водой внести кристаллы поваренной соли, то в первый момент образуется двухфазная система, которая превратится в однофазную после растворения соли. Смеси газов при нормальных условиях однофазны независимо от их природы. Жидкие системы могут быть однофазны (вода и спирт) или многофазны (вода и бензол, вода и ртуть). Системы, состоящие из одной фазы, называются гомогенными, а системы, содержащие несколько фаз,— гетерогенными. Соответственно этому в химии введено понятие о гомогенных и гетерогенных реакциях. Реакцию называют гомогенной, если реагенты и продукты составляют одну фазу. Это справедливо для так называемых обратимых химических реакций (с. 60) [c.53]

На смещение равновесия обратимых химических реакций (протекающих в газовой или жидкой фазе) под действием внешнего электрического поля в сторону образования продуктов реакции в случае, когда образующиеся продукты имеют больший диполь- [c.158]

Для обратимых процессов между твердыми и жидкими реагентами подвижное равновесие молено охарактеризовать при помощи константы равновесия химической реакции в жидкой фазе. В этом случае применяют упрощенные выражения константы равновесия, включающие только концентрации основных компонентов, находящихся в жидкой фазе. Рассмотрим это на примере реакции каустификации содового раствора, лежащей в основе производства едкого натра по известковому способу. [c.179]

При обработке режимов медленной и быстрой реакции, обратимость химической реакции учитывалась рассмотрением равновесной концентрации с, которую принимали постоянной по всему объему жидкой фазы. Из этого следует, что концентрации как жидкого реагента, так и продукта реакции намного больше, чем концентрация абсорбированного газа. [c.118]

В промышленности для абсорбции газов чаще всего используются абсорбенты, которые химически связывают абсорбируемый газ. В общем случае интересно рассмотреть абсорбцию, сопровождаемую обратимой химической реакцией в жидкой фазе, так как, изменяя скорости прямой и обратной реакций, можно получить все возможные случаи. [c.105]

Когда выбор возможен, то необходимо отдавать предпочтение жидкости, хорошо растворяющей поглощаемый газ. так как это свойство позволяет сократить количество циркулирующего растворителя. Иногда к очень высокой растворимости и минимальной скорости растворителя приводит обратимая химическая реакция в жидкой фазе. В таких случаях желательно иметь сведения об используемых системах некоторые из имеющихся данных приведены на стр. 385—395. Кроме того, растворитель должен быть дешевым, относительно нелетучим, стабильным, невязким. Он не должен вызывать коррозию и образовывать пену. Конечно, предпочтительны негорючие растворители. Потери растворителя с отходящим из колонны газом входят в стоимость переработки, поэтому в ряде случаев выгодно заменить дешевый растворитель более дорогим, но обладающим низкой летучестью, и высокой поглотительной способностью. Вода, применяется обычно для газов, хорошо растворимых в ней. масла — для легких углеводородов, а специальные химические растворители — для, кислых газов (Нг5, СОа и БОг). [c.411]

Поглощение аммиака и СО 2 рассолом является сложным хемо-сорбционным процессом. Аммиак относится к хорошо растворимым газам, скорость абсорбции которых велика и определяется лишь диффузионным сопротивлением газовой пленки [32]. Двуокись углерода плохо растворяется в воде, скорость абсорбции Oj рассолом мала и определяется сопротивлением жидкостной пленки. В присутствии аммиака процесс поглощения СОа осложняется обратимой химической реакцией, протекающей в жидкой фазе [33]. Кроме того, в присутствии аммиака заметно снижается равновесное давление СО2 над рассолом. Так, над выходящим из абсорбера,аммонизированным рассолом, содержащим 100 н. д. NHg, равновесное давление СО 2 при 70 °С составляет 8 мм рт. ст. В газе дистилляции, поступающем на абсорбцию, парциальное давление СО 2 равно примерно 100 мм рт. ст. Большая движущая сила абсорбции обеспечивает достаточно высокую скорость поглощения СО 2 аммонизированным рассолом. [c.62]

При хемосорбции (абсорбция, сопровождаемая химической реакцией) абсорбируемый компонент связывается в жидкой фазе в виде химического соединения. При необратимой реакции равновесное давление компонента над раствором ничтожно мало и возможно полное его поглощение. При обратимой реакции над раствором существует заметное давление компонента, хотя и меньшее, чем при физической абсорбции. [c.10]

В предельном случае, когда химическая реакция идет достаточно медленно, можно считать, что концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции во всей основной массе жидкости постоянны и рассматривать эти концентрации вследствие достаточно медленного их изменения, как псевдоравновесные (мета-стабильные) [1261. Метастабильной концентрации поглощаемого компонента соответствует метастабильное давление его в газовой фазе, подобно тому, как равновесной концентрации отвечает равновесное давление. При таком допущении процесс массоотдачи иногда можно описывать уравнениями, полученными для обратимой реакции в жидкой фазе, если вместо равновесной концентрации (или соответствующего равновесного давления) подставить метастабильную концентрацию (или метастабильное давление). [c.151]

Для хемосорбционных процессов, когда, например, растворенный газ реагирует с жидкостью, равновесие характеризуется при помощи константы равновесия химической реакции. Так, если в жидкой фазе идет обратимая реакция между абсорбируемым компонентом А и активным веществом поглотителя В с образованием продукта D A + B a D и если система следует закону Генри (при небольших концентрациях раствора), то константа фазового равновесия определяется по формуле [c.158]

Как уже говорилось, для проведения химической реакции сернистый ангидрид 50г должен перейти в жидкость. Но осуществиться это может лишь при определенных условиях и вот по какой причине. При переходе в жидкую фазу сернистый ангидрид образует с водой сернистую кислоту. Эта реакция обратимая. Поэтому сернистая кисло- [c.48]

Строго говоря, любой процесс растворения твердого тела в жидкости, сольватацию, можно рассматривать как химическую реакцию. Удобнее, однако, ввести следующее разграничение. В ряде случаев растворения, которые мы будем называть физическим растворением, под действием жидкой фазы происходит лишь разрушение кристаллической решетки — отщепление частиц твердого вещества и переход их в раствор. Процесс физического растворения является обратимым, поскольку возможна обратная кристаллизация твердого вещества из раствора. Растворение, происходящее под действием химически активного вещества, находящегося в жидкой фазе, или когда сам растворитель химически взаимодействует с растворимым так, что процесс является необратимым, т. е. выделить растворяемое вещество из полученного раствора кристаллизацией невозможно, мы будем называть химическим растворением. [c.35]

Любой процесс растворения твердого тела в жидкости можно рассматривать как химическую реакцию. Однако существует следующее условное разграничение. В тех случаях, когда под действием жидкой фазы происходит лишь разрушение кристаллической решетки, т. е. отщепление частиц твердого вещества и переход их в раствор, процесс носит название физического растворения. Растворение, происходящее при химическом взаимодействии растворителя с растворимым веществом, принято называть химическим. Их принципиальное различие состоит в том, что процесс физического растворения является обратимым (поскольку возможна обратная кристаллизация твердого вещества из раствора), а процесс химического растворения необратим. На свойстве обратимости процесса физи- [c.168]

Термодинамические расчеты обратимых реакций, протекающих в жидкой фазе или в гетерофазных системах, несколько отличаются от расчетов для газофазных реакций, поскольку приходится учитывать физико-химические особенности жидкого состояния вещества и растворов. Использование понятия активности позволяет и в этом случае упростить решение многих задач, хотя на этом пути могут встретиться значительные трудности. [c.33]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбционных процессов рассмотрены в ч. I, гл. V. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (к. п. д.) т] и коэффициент массопередачи k определяются растворимостью таза, гидродинамическим режимом в реакторе (Г, Р, w) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакций при хемосорбции. При протекании реакций в жидкой фазе величина k выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение имеет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы не, цикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбционных процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны такнм образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.264]

Равновесие в системе Т—описывается правилом фаз и выражается диаграммами фазового состояния. На расчетах с помощью фазовых диаграмм основана технология силикатных материалов, технология минеральных солей, кальцинированной соды. Для обратимых химических процессов с участием твердых и жидких реагентов равновесие характеризуется константами равновесия химических реакций в жидкой фазе. [c.115]

Для изображения обменных реакций в растворах удобно использовать метод четырехугольника, как это применялось для взаимно-обратимых систем (см. стр. 123), с выражением состава жидкой фазы и остатка но Енеке в ионных процентах. Линии или лучи, соединяющие состав сопряженных жидкой и твердой фаз, указывают направление химической реакции обмена и ее усложнения, вызванные побочными реакциями, в частности взаимодействием продуктов обменной реакции с исходными веществами и растворителем. [c.220]

Десорбция с химической реакцией. Пусть в жидкой фазе протекает обратимая реакция А В с константой равновесия [c.125]

Большинство химических реакций протекает обратимо (см. раздел 3.1) и их равновесие определяется температурой абсорбции и концентрацией реагентов по необратимым реакциям образуется лишь небольшое количество побочных продуктов (см. раздел 4). Физическая абсорбция компонентов газа обусловлена, по-видимому, их солюбилизацией в поверхностно-активных растворах ЭА она увеличивается с ростом давления и снижением температуры в системе [4, 11, 18]. Скорость поглощения газов, в общем, определяется длительностью диффузии их молекул меж-фазной поверхности, преодоления межфазной границы и движения в жидкой фазе абсорбента до эффективного столкновения с молекулами ЭА, т.е. скоростью массопередачи [12, 41, 42]. [c.13]

Проблема исследования жидких редокситов предполагает не только изучение способов их получения, но и оп] еделение таких первичных свойств, как химическая устойчивость, обратимость реакции переноса электронов, окислительно-восстановительная емкость и кажущийся стандартный окислительно-восстановительный потенциал, а также и установление функциональных зависимостей окислительного потенциала от независимых концентрационных переменных, характеризующих составы органической и водной фаз. С помощью этих зависимостей можно количественно охарактеризовать реакции, протекающие между редокситом и водным раствором. [c.214]

Обратимая химическая реакция. При обратимых химических реакциях расчет обычно выполняют по движущей силе (в жидкой фазе), выраженной через общую концентрацию компонента. При этом коэффициент массоотдачи в жидкой фазе ниже, чем при физической абсорбции, т. е. х<1 (стр. 139). Можно вести расчет и по движущей силе, выраженной через концентрации непревра-щенного компонента, пользуясь псевдокоэффициентом массоотдачи. Как указывалось (стр. 139), такой метод применили Уитней и Вивиан при изучении растворения хлора и двуокиси серы в воде. [c.304]

В работе представлены результаты сравнения системы реакгор-ректификационная колонна и совмещенного реакционноректификационного процесса с позиции минимальных энергетических затрат, необходимых для достижения заданной конверсии. При проведении сравнительного анализа были приняты следующие допущения, в зеотропной трехкомпонентной смеси (Тнш <Тыш <Ткип ) с постоянными относительными летучестями в жидкой фазе протекает обратимая химическая реакция А<=>В+С, скорость которой подчиняется закону действующих масс. [c.97]

В ряде работ исследована теория некоторых специальных случаев одновременной абсорбции двух компонентов газа. Так, рассмотрена проблема [80, 90], связанная с химическим взаимодействием компонентов между собой после перехода их в жидкую фазу. Получены приближенные аналитические и численные решения для абсорбции двух газов, сопровождаемой сложной реакцией, в частности последовательно-параллельной реакцией, включающей две необратимых и одну обратимую реакцию [91]. Предполагается, что по такой схеме может протекать реакция хлоргидрирования этилена. Массопередача со сложной реакцией изучена также в работах [58, 92—94, 96]. Наконец, в работе [95] рассмотрена теория кинетики двухкомпонентной хемосорбции, осложненной обратимыми химическими реакциями, однако анализ ограничен областью протекания мгновенной реакции. [c.85]

Абсорбция сероводорода растворами карбоната калия или натрия представляет собой гетерогенный диффузионный процесс, сопровождающийся быстрой обратимой химической реакцией, протекгющей в жидкой фазе. [c.356]

В работах, связанных с созданием пульсационной аппаратуры для процессов экстракции, сорбции, растворения, выщелачивания, смешения фаз, показана высокая эффективность искусственно создаваемых нестационарных гидродинамических процессов, протекающих с участием жидкой фазы [10]. Наиболее наглядно это видно на примерах аппаратов идеального перемешивания, в которых протекает реакция второго порядка (см., например, [И, 12]). Производительность реактора в нестационарных режимах возрастает по сравнению со стационарным на величину, пропорциональную квадрату амплитуды пульсаций входных концентраций, достигая максимальных значений при очень низких частотах. Производительность реактора становится еще больше, если периодически изменяется не только состав, но и расход, особенно, если амплитуды этих пульсаций велики и находятся в противофазе. Нестационарные режимы оказались наиболее эффективными в тех случаях, когда выражения для скоростей химических превращений имели экстремальные свойства или реакции были обратимыми. Особенно действенным каналом возбуждения для многих нестационарных процессов является температура теплоносителя. Для последовательных реакций в реакторе идеального перемешивания при неизменной температуре можно добиться увеличения избирательности, если порядки основной и побочной реакций отличаются друг от друга. [c.5]

Абсорбция, сопровождающаяся химической реакцией. При наличии в жидкой фазе быстрой необратимой химической реакции скорость абсорбции определяется только сопротивлением массопередаче в газовой фазе. В этом случае скорость массопередачи можно установить, используя метод определения Яг. Примером может служить абсорбция NH3 раствором кислоты, SO2 раствором щелочи, H2S из разбавленного газа крепким раствором щелочи (пока растворенный в жидкости реагент быстро связывает растворенный газ). Расчет высоты колонны становится относительно простым, так как равновесное противодавление газа над раствором равно нулю. Даже" если реакция достаточно обратима, чтобы обеспечить небольшое противодавление, абсорбция может определяться сопротивлением газовой фазы и величина Яг, которая применима для случая физической абсорбции, Цррделяет скорость процесса. [c.422]

Еще сравнительно недавно среди химиков господствовало мнение, что вещества могут вступать в химические реакции лищь в жидком и газообразном состояниях. Предполагали, что при отсутствии (хотя бы небольшого количества) жидкой или газообразной фазы никакие химические реакции между твердыми кристаллическими веществами невозможны. Спринг первым обратил внимание на то, что смесь твердых веществ, например сульфата бария и карбоната натрия (в отношении 1 3), под давлением в 6000 атм заметно превращается в смесь, состоящую из карбоната бария и сульфата натрия, причем эта реакция обратима. К сожалению, опыты Спринга в известной мере уязвимы для критики, поскольку в этих типичных обменных реакциях между солями, возможно, е были полностью исключены следы влаги. Долгое время в литературе велись горячие споры по этому вопросу, причем Д. Баларев особенно возражал против возможности реакций в твердом состоянии. Позднее Тамман и Хедвалль исследовали реакционную способность кристаллических смесей и на простейших системах изучили закономерности, действующие в этой относительно новой области неорганической химии. [c.691]

Некоторые формулы для расчета абсорбционных и хемосорбцион-ных процессов приведены в гл. V. Показатели абсорбционной очистки степень очистки (КПД) и коэффициент массопередачи к зависят от растворимости газа в абсорбенте, технологического режима в реакторе (ш, Т, Р) и от других факторов, например от равновесия и скорости химических реакций при хемосорбции. В хемосорбционных процессах, где в жидкой фазе происходят химические реакции, коэффициент массопередачи увеличивается по сравнению с физической абсорбцией. Большинство хемосорбционных процессов газоочистки обратимы, т. е. при повышении температуры поглотительного раствора химические соединения, образовавшиеся при хемосорбции, разлагаются с регенерацией активных компонентов поглотительного раствора и с десорбцией поглощенной из газа примеси. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклических системах газоочистки. Xe ю opбция в особенности применима для тонкой очистки газов при сравнительно небольшой начальной концентрации примесей. [c.169]

Перенос массы происходит, где бы ни протекала химическая реакция, будь то промышленный реактор, биологическая система или исследовательская установка. Как отмечал Вейсц [1], реагенты должны встретиться, если нужно, чтобы реакция происходила заметим, что во многих случаях реакция замедляется или прекращается, если не удаляются ее продукты. Взаимодействующим веществам нетрудно прийти в контакт при гомогенных реакциях в одной хорошо перемешиваемой жидкой или газовой фазе. Однако скорость массопередачи может полностью определять химическое превращение, когда реагенты должны перемещаться из одной фазы в другую, чтобы протекала реакция. Сюда, например, можно отнести случай, когда реакция происходит на поверхности очень активного катализатора, который находится в контакте с жидкой средой, доставляющей взаимодействующие вещества и уносящей продукты реакции. При обратимом процессе реакция протекает лучше, если целевой продукт непрерывно удаляется за счет переноса массы во вторую фазу, в которой превращения не происходит. Кроме того, относительные скорости массопередачи нескольких реагирующих компонентов и продуктов реакции могут в значительной мере оказывать влияние на избирательность, если при этом протекают конкурирующие реакции. [c.11]

При введении в качестве добавки в бетонную смесь щелочных солей плава дикарбоновых кислот (ПДКО) протекание в системе обменных химических реакций менее вероятно, поскольку они образованы путем взаимодействия слабых органических кислот и. сильного основания. ПДКО при введении в цементные системы вместе с водой затворения находятся в жидкой фазе, обратимо адсорбируясь на поверхности гидратных фаз и цементных частиц, и обусловливают более высокий пластифицирующий эффект (табл. 5. 10). [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология