Гетерогенные процессы реакции

Химические стадии могут протекать как в непосредственной близости от электрода, но все же в растворе, и в этом случае они относятся к гомогенным реакциям — уравнения (15.55а), (15.57а), так и на самой поверхности электрода, когда они представляют собой гетерогенный процесс — реакции (15.56 6) и (15.59 6) [c.322]

Так как в гетерогенных процессах реакция происходит в адсорбционном слое, то ее скорость будет определяться плотностью ад сорбции или степенью заполнения поверхности. Если для гомогенной мономолекулярной реакции скорость ее определяется уравнением [c.64]

Кинетика гетерогенных процессов. Реакции, протекающие на поверхности раздела фаз, называются гетерогенными реакциями. Часто под гетерогенными реакциями подразумевают процессы, включающие как одну из стадий химические превращения. [c.59]

Когда создаются условия для процесса с меньшим активационным барьером, например, для гетерогенного процесса, реакция, естественно, устремляется в значительной степени по энергетически наиболее выгодному пути. Таково термическое разложение окиси азота [c.136]

Реакция ацеталирования является обратимым процессом и идет до установления динамического равновесия [68]. В условиях гетерогенного процесса реакция ацеталирования может быть удовлетворительно описана кинетическим уравнением,. отличающимся от уравнений гомогенной реакции лишь значениями констант скорости [74]. Исследованию гетерогенного ацеталирования ПВС волокон посвящен ряд работ [3, 7, 10—12, 76—80]. [c.288]

Химическая коррозия металлов представляет собой такой вид коррозии, в основе которого лежат законы обычных гетерогенных химических реакций. Разрушение металлов под действием агрессивных газов при высоких температурах, исключающих конденсацию влаги на поверхности металла, а также, по-видимому, их растворение в условиях контакта с органическими средами, не проводящими тока, относятся к процессам химической коррозии. [c.486]

Кинетические выражения, подобные тем, с которыми мы имели дело до сих пор, хорошо обоснованы теоретически для случая гомогенных реакций. Часто они с успехом используются и для корреляции экспериментальных данных по кинетике гетерогенно-каталитических реакций. Возникает, однако, опасность, что кинетическое выражение, имеющее слабое теоретическое обоснование, будет хорошо описывать имеющиеся неполные кинетические данные, тогда как его экстраполяция приведет к неправильным выводам. Так, для процесса, рассмотренного в упражнении IV. 15, опыты, проведенные нри A i // 2 <С 1> могли бы подтвердить кинетическую зависимость г = кЬа, к = k- k ajk - Отсюда можно сделать вывод, что скорость реакции неограниченно возрастает с увеличением концентрации 6 на самом же деле она достигает предельного значения k a d, когда к- Ык становится велико по сравнению с единицей. Другой пример — обратимая реакция из упражнения IV.17. Если опыты проводятся вдали от равновесия, их результаты будут хорошо описываться выражением из упражнения IV.16, так как отношение к е/к будет мало. Поскольку реакция обратима, исследователь [c.80]

Это не означает, что не происходит гетерогенных процессов наоборот, обрыв все-еще может происходить на стенках. Однако можно легко показать, происходит ли инициирование на стенках или нет для этого надо сравнить темповую реакцию (т. е. реакцик > в отсутствие света) со световой реакцией. [c.296]

Вопрос о гетерогенной природе реакций радикал — радикал лы.зывает оживленную дискуссию. Обычно полагают, что такпе процессы гетерогенны. Недавние работы показали возможность гомогенного обрыва. Это одно пз слабых мест в анали е данных, которые невозможно окончательно интерпретировать, пока не разрешен вопрос о гетерогенности. [c.325]

Обычно в каждом единичном процессе приходится иметь дело с явлениями, проходящими по разному механизму. Перенос массы может осуществляться диффузией и конвекцией, теплообмен — теплопроводностью, конвекцией и излучением химическое превращение проходит обычно через промежуточные стадии, нередко также с различными механизмами, а стехиометрическое уравнение представляет собой баланс многих частных реакций и выражает суммарно конечный результат Того, что происходит в системе. В гетерогенных системах реакция осуществляется на границе раздела фаз, ей сопутствует перенос исходных веществ из реагирующих систем в зону реакции и продуктов с поверхности контакта в глубь фаз (диффузия и конвекция). Одновременно происходит теплообмен, при котором тепловая энергия подводится в систему или отводится от нее. Все эти явления могут быть последовательными и параллельными. [c.348]

В этой главе рассматриваются в основном процессы массообмена, сопровождаемые гомогенными химическими реакциями в объеме реагирующих сред. Рассмотрению гетерогенных химических реакций на поверхности раздела твердое тело — газ и твердое тело — жидкость посвящена обширная литература. Роль гетерогенных химических реакций на поверхности раздела жидкость — жидкость и газ — жидкость в процессе массообмена обсуждается в данном разделе. [c.259]

Работа публиковалась в ряде статей и хотя природа полученного продукта реакции указывает на то, что процесс скорее имеет ионный, чем радикальный характер, детали его все еще довольно неясны. Как подчеркивают авторы, открывшие этот процесс [112], специфичность катализатора и гетерогенный характер реакции указывают на то, что происходит какой-то процесс с ионными парами, в котором большое значение Для определения скорости и направления полимеризации играет природа иона, связанного с активным центром. [c.161]

Вслед за кратким обзором основных понятий и терминологии кинетики химических реакций рассмотрены реакции в гомогенных средах, неизотермические процессы, проточные реакторы, гетерогенные каталитические процессы, реакции в слое зернистого материала и методы моделирования. В конце дано очень краткое описание типов химических реакторов, применяемых в промышленности. [c.10]

Степень заполнения поверхности адсорбатом—очень важная характеристика, так как на скорость любых гетерогенных каталитических реакций большое влияние оказывает скорость адсорбции, которая, в свою очередь, зависит от величины поверхности. Иногда скорость адсорбции определяет скорость процессов в целом. [c.211]

Так, например, предположим, что в случае обратимой гетерогенной каталитической реакции первого порядка скорость процесса определяется скоростью химической реакции на поверхности, [c.226]

В секционированных колонных аппаратах взаимодействующие потоки контактируют преимущественно путем барботажа диспергированной газовой (паровой) или жидкой фазы через слой жидкости. При осуществлении гетерогенных процессов с твердой фазой (каталитические реакции, адсорбция, ионообмен, высушивание влажных сыпучих материалов) взаимодействующий поток жидкости или газа проходит (фильтруется) через слой твердых частиц, расположенный на распределительном устройстве каждой секции. Этот слой может находиться в неподвижном или псевдоожижен-ном состоянии, в зависимости от характера и условий протекающего процесса. [c.14]

Это уравнение, полученное Герцем в 1882 г., используется при изучении процессов испарения, конденсации, адсорбции, при гетерогенных химических реакциях и др. [c.109]

Этот процесс требует затраты определенной энергии ст. называемой истинной энергией активации гетерогенной каталитической реакции, [c.304]

Будем рассматривать гетерогенные каталитические реакции на твердом катализаторе, в которых реагирующие вещества и продукты реакции газообразны. Рассмотрим сначала случай, когда продукты реакции не тормозят процесса. Примерами реакции такого типа могут служить реакции распада некоторых веществ, например распад КН,я на платине, метана иа угле и др. [c.316]

Как уже было сказано выше, в типичном гетерогенном процессе реагируют только те вещества, которые адсорбированы на поверхности. Скорость V гетерогенной химической реакции определяется как количество вещества, реагирующего в единицу времени на единице площади поверхности катализатора, т. е. [c.316]

Рассмотрим метод нахождения зависимости кажущейся энергии активации гетерогенной химической реакции от истинной на примере реакции с участием одного, слабо адсорбирующегося газа, причем продукт реакции не тормозит процесса. Согласно уравнению (XII, 86), кажущаяся константа скорости при этом будет равна [c.322]

Химические реакции делятся на гомогенные и гетерогенные. Химическая реакция, протекающая в пределах одной фазы, называется гомогенной химической реакцией. К гомогенным реакциям относятся многие химические процессы, протекающие в газовой фазе и растворах. Примерами могут служить реакции [c.246]

Выражение (XVI, 9) дает возможность рассчитать константу скорости процесса растворения илп гетерогенной химической реакции, если скорость реакции определяется диффузионной стадией. С увеличением температуры константа скорости растет в соответствии с температурным [c.427]

Открытие явления автоколебания скорости гетерогенных каталитических реакций имеет важное значение для теории и практики гетерогенного катализа. Обнаруженные в гетерогенном катализе автоколебания скорости показывают, что каталитические свойства поверхности изменяются под действием протекающего каталитического процесса, и состав поверхности может быть нестационарный по отношению к составу газовой фазы. Автоколебания скорости реакции существуют только вдали от равновесных условий и обусловлены тем что механизм гетерогенных каталитических реакций может быть разным вблизи и вдали от равновесных условий. [c.315]

Физические характеристики процесса сорбции из жидкой фазы в общем определяются наличием ближнего порядка молекул растворителя вблизи твердой поверхности, что приводит к предварительной ориентации сорбируемых молекул из раствора и соответствующего снижения энтропии образования активированного комплекса реагента с катализатором. Так как предэкспоненциальный множитель в константе скорости гетерогенно-каталитических реакций равен [c.49]

Поскольку гетерогенный катализатор образует самостоятельную фазу, то обязательной стадией гетерогенно-каталитических реакций является перенос вещества из фаз потока (жидкой или жидкой и газовой) к поверхности катализатора. Таким образом, в жидкостных химических реакциях наряду с процессами переноса между фазами потока, содержащими различные реагенты, возникают процессы переноса к внешней иоверхности катализатора и внутри его пор. Рассмотрим сначала диффузионную кинетику в условиях однофазного жидкостного потока. Воспользуемся для этого подходом, изложенным в монографии [1]. [c.55]

В тех случаях, когда скорости гетерогенных химических реакций, проводимых на твердых катализаторах, лимитируются диффузией реагируюищх веществ к зоне реакции, часто оказывается целесообразным применять тонко измельченные катализаторы для ускорения внутренней диффузии и создавать интенсивное перемешивание в зоне реакции с целью увеличения скорости внешней диффузии. Для систем жидкость — жидкость скорость реакции может лимитироваться диффузией молекул из объема к поверхности раздела фаз и через пограничный слой. Для интенсификации процесса в системах жидкость — жидкость увеличивают поверхность фазового контакта реагирующих веществ путем увеличения их степени дисперсности и интенсивного перемешивания. [c.273]

Теория электрохимического перенапряжения была разработана применительно к процессу катодного выделения водорода, а затем распространена на другие электродные процессы. Основой этой теории служит классическое учение о кинетике гетерогенных химических реакций. Количественные соотношения между величиной перенапряжения г и плотностью тока / были получены при использовании принципа Бренстеда о параллелизме между энергией активации 7а и тепловым эффектом <3р (или изобарным потенциалом АО) в ряду аналогичных реакций. Квантовомеханическая трактовка электродных процессов начала формироваться лишь сравнительно недавно, хотя отдельные попытки в этом направлении предпринимались уже начиная с середины 30-х годов (Герни, О. А. Есин и др.). Основные исследования в этом направлении были выполнены Бокрисом, Догонадзе, Христовым и др. [c.346]

Вопросы, рассматриваемые в этой главе, излагаются более подробно и на более высоком уровне в книге Петерсена Анализ химических реакций (см. библиографию, стр. 147). Здесь мы сможем только обсудить простейшие случаи и указать их связь с обш,ей проблемой анализа химических реакторов. В предыдущих главах для описания процесса мы нсио.тхьзовали функцию г (I, Т), которая определяет скорость-реакции в единице объема реактора. Применение этой функции, безусловно, оправдано в случае гомогенного процесса. Однако было бы желательно сохранить тот же способ описания и при расчете гетерогенных процессов, таких, как каталитические газофазные реакции в неподвижном слое таблетированного катализатора. В разделе VI. обсуждаются связанные с этим вопросом трудности и ограничения. Многих затруднений можно избежать, введя понятие об определяющей стадии (раздел VI.2). В последующих разделах будут исследованы некоторые характеристики процессов адсорбции (раздел VI. 2), внешней массопередачн (раздел VI.3) и внутренней диффузии (раздел VI.4). Затем мы постараемся обобщить эти явления (раздел VI.5) и вкратце остановимся на некоторых эффектах, связанных с конечной скоростью теплопередачи (раздел VI.6). Структура главы показана на рис. VI. . [c.119]

Кратность циркуляции катализатора К — параметр, упот — ребл5[емый только к каталитическим процессам, осуществляемым с циркуляцией катализатора между реактором и регенератором. К определяется как отношение количеств катализатора к сырью, пода)заемых в реактор в единицу времени. По кинетическому признаку характеризует концентрацию катализатора в реагирующей системе чем выше К , тем на большей реакционной поверхности катализатора осуществляется гетерогенная каталитическая реакция. Следует добавить, что величина К влияет и на тепловой баланс реакторного блока. [c.125]

Реакции углеобразоваиия — газификации. Многие органические гетерогенные каталитические реакции, в том числе и реакции парэвой конверсии углеводородов, сопровождаются процессами обр азования углистых веществ, отлагающихся на поверхности или объеме катализаторов и изменяющих их физико-химические и механические свойства. [c.161]

К сожалению, в этом разделе недостаточно рассмотрены возможности эффективного использования в кинетических исследованиях снектроскопи-ческого и масс-спектроскопического методов, а также кинетического метода применения меченых атомов, методов хемилюминесценции, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), раздельного калориметрирования при гомогенно-гетерогенных процессах. Эти методы успешно применяются и получили значительное развитие в СССР. С их помощью получено много сведений о детальном механизме сложных, в частности цепных, реакций. [c.6]

На практике известно довольно мало случаев реакций общего нулевого порядка . Большинство известных случаев реакций нулевого порядка представляет собой гетерогенные процессы, происходящие на поверхности, например разложение газообразной закиси азота на горячей платиновой проволоке [1] (2N20- 2N2 + О2) или разложение газообразного аммиака на горячей платиновой проволоке [2] (2МНзN2 ЗН2). Наиболее вероятное объяснение этого факта состоит в том, что реакция протекает только на поверхности катализатора если же поверхность становится насыщенной данным газом или жидкостью, дальнейшее увеличение концентрации газа не может уже изменить поверхностной концентрации и, таким образом, вблизи этой точки оказывается, что реакция протекает независимо откон-центрацип в газовой фазе. [c.21]

Периодическидействующий реактор полного перемешивания. Реакторы периодического действия используются в промышленности почти исключительно для проведения реакций в жидкой фазе или гетерогенных процессов с участием жидкости. Это типовые аппараты для малотоннажных производств, с которыми приходится иметь дело, например, в фармацевтической промышленности. В случае процессов в газовой фазе реакторы периодического действия находят применение главным образом для лабораторных исследований кинетики реакций. [c.299]

Рустамов с сотр. исследовали кинетику конденсации фенола с ацетоном в присутствии серной, соляной и ортофосфорной кислот и сильнокислотных ионообменных смол с сульфогруппами (КУ-1 и КУ-2). Они показали, что реакция является необратимой. Энергия активации в случае использования серной кислоты и ионообменных смол одинакова (15,6 ккал1моль), что говорит об идентичности механизма реакции и одинаковой лимитирующей стадии при гомогенном и гетерогенном процессах. Высокая энергия активации указывает, чта катализ протекает в кинетической области. По активности катализаторы располаг аются в ряд [c.87]

При применении безградиентных реакторов поддерживать изотермический режим несложно, удается итйежать погрешностей в измерениях, обусловленных осевой диффузией в случае гетерогенных каталитических реакций обеспечивается возможность сильно ослабить или исключить влияние процессов диффузии в зерне катализатора. Поэтому для точного исследования кинетики процесса безградиентные реакторы, как правило, предпочтительнее. [c.36]

Дальнейшее развитие учения о катализе шло как по пути накопления экспериментальных данных, разработки способов приготовления активных катализаторов, открытия и изучения новых каталитических процессов, внедрения катализа в химическую промышленность, так и по пути развития теории гетерогенного катализа. Однако успехи теоретиков были значительно более скромными, чем успехи экспериментаторов. И это не случайно. Хотя принципиальной разницы между каталитическими и некаталитическими процессами нет, и те и другие подчиняются основным законам химической кинетики, в обоих случаях система реагирующих веществ проходит через некоторое особое, обладающее повышенной энергией активное состояние, в гетерогенных каталитических реакциях наблюдаются специфические особенности. Прежде всего появляется твердое тело, от свойств и состояния которого существенно зависят все явления в целом. Поэтому не случайно, что успехи теории гетерогенного катализа неразрывно связаны с развитием теории твердого тела. Поскольку процесс идет иа поверхности, знание строения поверхности катализатора оказывается решающим для развития теории катализа. Отсюда вытекает тесна я связь развития теории катализа с развитием экспериментального и теоретического изучения адсорбционных явлений. Сложность кетероген-ных процессов, присущие им специфические черты, приводят к тому, что теоретические исследования в этой области не завершилась еще построением теоретических концепций, на базе которых можно было бы обобщить имеющийся фактический ма-териал. Пока можно только говорить о наличии нескольких теорий, в первом приближении обобщающих те или иные экс- периментальные данные. [c.294]

В ряде случаев оптимальные температуры для проведения гетерогенных каталитических реакций совпадают с областью температур, при которых наблюдается активированная адсорбция реагирующих веществ. Например, температуры, при которых ведется процесс синтеза аммиака, совпадают с температурами, при которых наблюдается активированная адсорбция азота. Как показывают опыты с изотопами азота, молекула азота при активированной адсорбции не расщепляется на атомы. Изо-тоииый обмен N2" -N2 ->2N N " на катализаторе синтеза аммиака прн температурах синтеза хотя и идет, но значительно медленнее самого синтеза. Такой обмен может идти только путем разрыва связей в молекулах азота. Но этот процесс медленный, поэтому он не может быть ответственным за более быстрый процесс синтеза аммиака. Следовательно, в реакции син-тезг аммиака атомы азота участия не принимают, скорость же процесса активированной адсорбции азота, не вызывающего диссоциации молекулы азота на атомы, совпадает со скоростью реакции синтеза аммиака. [c.311]

В результате крекинга углеводородов, кроме газа и легко кипящих продуктов, образуются высокомолекулярные соединения и так называемый кокс, который является смесью бедных водородом высокомолекулярных углеводородов Эти высокомолекулярные соединения сильно адсорбируются на поверхности катализатора. Поэтому реакцию каталитического крекинга можно рассматривать как гетерогенную химическую реакцию первого порядка, для которой характерна слабая адсорбция исходных веществ и сильная адсорбция некоторых продуктов реакции. Скорость каталитического крекинга подчиняется уравнению (XII, 139), но в 2(/( v ) входят величины, характери-аующие только те вещества, которые тормозят процесс. Обозначим эту [c.328]

Одной из важных в промышленном отношении газо-жидкостных реакций, которая ниже не обсуждается, является абсорбция окислов азота водой и азотной кислотой, осуществляемая при производстве азотной кислоты В этом случае имеют место реакции как в жидкой, так и в газовой фазах. Механизм процесса очень сложен и, по-видимому, даже теперь еще не полностью изучен, несмотря на чрезвычайное обилие литературы по этому вопросу. Наиболее полно этот гетерогенный процесс рассмотрен Эндрю и Хэнсоном [c.237]

Количественные закономерности гетерогенно-каталитических процессов существенным образом определяются характером и скоростью протекания адсорбциопно—десорбционных стадий. Это в первую очередь обус.повлено тем, что в гетерогенном катализе скорость реакции зависит от поверхностных концентраций реагирующих веществ, а не от их объемных концентраций. Поэтому для гетерогенных процессов чрезвычайно важно установить влияние условий проведения процесса на степень заполнения поверхности катализатора реагирующими веществами. [c.21]

Влияние пористой структуры катализатора на технико-экономические показатели процесса, исследуемое с помощ,ью мате-д1атического моделирования, практически невозможно установить экспериментальным путем. Несмотря на недостатки существующих методов моделирования пористой структуры катализаторов и связанный с этим приближенный характер расчетных результатов, данные, полученные с помощью математического моделирования гетерогенно-каталитических реакций, могут оказать существенную помощь при планировании экспериментальных работ, связанных с созданием эффективных катализаторов [77]. [c.169]

При однофазном потоке, как и в газовой фазе, процессы превращения веществ протекают в несколько стадий 1) подвод реагентов пз ядра потока к вненшей поверхности катализатора 2) диффузия реагентов в порах катализатора из раствора к его внутренней поверхности 3) адсорбция реагентов 4) собственно химическая реакция на поверхности катализатора 5) отвод продуктов реакции через стадии десорбции и внутренней, и внешней диффузии. При двухфазном потоке вследствие того, что катализатор смачивается одной пз фаз, эта последовательность не нарушается, однако ей предваряется либо за ней следует стадия диффузии реагентов или продуктов в дисперсную фазу. Особенно четко это проявляется в газожидкостных реакциях, где катализатор пропитан жидкостью или покрыт ее пленкой. Диффузия из одной фазы потока в другую, которую обозначим как межфазную, протекает в общем так же, как и в случае двухфазных систем без твердого катализатора (см. гл. И). Межфазная диффузия не имеет, собственно, прямого отношения к гетерогенно-каталитической реакции, но доляша учитываться при расчетах реакторов (см. гл. 10). Поэтому в настоящей главе рассматриваются только явления, происходящие в системе раствор — твердый катализатор. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология