Лимитирующая стадия некаталитического процесса

Скорость реакции, отнесенная к единице массы катализатора, зависит не только от порозности, но и от концентрации реагентов и температуры. В этом случае зависимость может оказаться значительно более сложной, чем при некаталитических реакциях. Чтобы имело место явление катализа, реагенты должны продифундировать через цоры. При этом скорость процесса может лимитироваться реакцией или диффузией, либо та и другая стадия будут оказывать на скорость процесса почти одинаковое воздействие. Если скорость лимитируется реакцией, что типично для низких температур, то влияние концентрации и температуры будет таким же, как и при химической реакции. Наоборот, если скорость лимитируется диффузией, что типично для более высоких температур, то влияние концентрации и температуры аналогично влиянию, имеющему место при диффузии. В переходной области, в которой на общую скорость процесса влияют как реакция, так и диффузия, эффект температуры и концентрации на процесс часто оказывается довольно сложным. [c.40]

Анализ перечня факторов показывает, что чисто химические оказывают только часть общего влияния. Иногда они определяют в целом скорость процесса, например при каталитическом его осуществлении. Для гетерогенных некаталитических процессов переработки полидисперсных, полиминеральных систем оценка и выделение в отдельную группу химических факторов представляет подчас трудноразрешимую задачу. Сопряжение технологических стадий (кристаллизация — фильтрование, окисление газа—абсорбция продукта — -очистка выхлопного газа и др.) приводит к тому, что скорость процесса определяется скоростью лимитирующей стадии. [c.194]

Катализ — распространенное природное явление. Каталитическими являются и основные процессы химической технологии. Катализаторами различных реакций могут быть вещества самой разной природы — от газов (оксиды азота, пары иода и др.) до белковых веществ. При введении катализатора меняется механизм реакции. Лимитирующая стадия некаталитического превращения сменяется двумя или большим числом более быстрых стадий с участием частиц катализатора. Многостадийность каталитического превращения особенно характерна для наиболее активных биологических катализаторов — ферментов. Активность, стабильность [c.184]

Подобные уравнения записываются и для Св и СЬ, Показатели степеней а и Ь в каталитических процессах, как правило, не совпадают со стехиометрическими коэффициентами суммарной реакции, а выражают коэффициенты уравнения лимитирующей стадии процесса, например, активированной адсорбции данного реагента (А или В) на катализаторе. Соответственно фактический общий порядок каталитической реакции п = а Ь обычно ниже формального порядка некаталитической реакции, определяемого ее молярностью. [c.78]

Энергетические особенности описанного механизма каталитического процесса можно проиллюстрировать схемой (Э, из которой видно, что энергия активации этого процесса меньше энергии активации некаталитического. При этом необходимо отметить, что выполнение условия Е > справедливо не только для катализа, но и для ингибирования. Другими словами, замедление ингибируемой реакции также связано не с возрастанием, а со снижением энергии активации лимитирующей стадии процесса. Поясним это на таком примере. Ингибируемые реакции являются, как правило, сложными, [c.59]

В присутствии твердых катализаторов процесс протекает следующим образом сначала реагенты диффундируют к поверхности катализатора, затем они проникают в поры катализатора и осаждаются — адсорбируются на его поверхности. На поверхности катализатора протекает реакция между реагентами. Образовавшиеся продукты реакции диффундируют через поры катализатора к его поверхности и с поверхности катализатора в окружающий его объем. Скорости отдельных стадий такого процесса различны. Аналогично тому, как это делалось для гетерогенного некаталитического процесса (см. стр. 52), необходимо рассмотреть и определить наиболее медленную стадию гетерогенного каталитического процесса, от которой зависит его общая скорость (лимитирующую стадию). Если наиболее медленной стадией оказывается стадия диффузии, то это значит, что процесс протекает в диффузионной области. Такой процесс можно ускорить, если увеличить скорость диффузии. Для этого целесообразно перемешивать реагенты, что приведет к ускорению диффузии, или приготовить катализатор с большими порами для облегчения проникновения газов внутрь частицы катализатора. [c.60]

Здесь связь N—11 рвется в стадии, которая лимитирует общую скорость процесса, и мы наблюдаем первичный изотопный эффект. Если некаталитический процесс протекает через тетраэдрический промежуточный продукт Уб, то в каталитической реакции он должен участвовать в построении циклического переходного комплекса и иметь структуру 1X6. Отсутствие изотопного эффекта при каталитической реакции можно объяснить тем, что в данном случае применимо сольватационное правило Свэна [6], согласно которому изотопного эффекта не будет, если водород переносится между двумя атомами одинаковой природы или водород не образует в переходном состоянии связей, рвущихся или образующихся непосредственно при реакционном центре. В каталитических реакциях с участием ангидридов соблюдаются оба пункта правила Свэна. В аналогичных реакциях галоидангидридов первое условие не выполняется, и мы наблюдаем изотопный эффект. [c.221]

В общем случае, суммарное уравнение скорости всего процесса гетерогенного катализа должно включать описание каждой из его стадий. Но точно так же, как и при протекании гетерогенного некаталитического процесса, не все его стадии оказывают равное влияние на скорость катализа. В большинстве случаев одна из стадий является наиболее медленной, лимитирующей процесс она и определяет его скорость, поэтому для изыскания путей интенсификации такого процесса важно прежде всего установить лимитирующую стадию. [c.101]

Из анализа гетерогенных некаталитических процессов известно, что если наиболее медленной стадией, лимитирующей общую скорость, является диффузионный перенос газообразного вещества через пограничный слой газа, т. е., если процесс протекает во внешнедиффузионной области, эффективным средством его ускорения служит увеличение скорости газового потока. На этом основан наиболее часто применяемый экспериментальный метод определения влияния диффузии на скорость каталитического процесса. [c.101]

Мерой эффективности катализатора служит отношение скоростей катализируемой и некатализируемой реакций. Как каталитический, так и некаталитический путь обычно включает стадию, скорость которой лимитирует скорость всего процесса. Скорость лимитирующей стадии определяется соответствующей свободрюй энергией активации, причем высота этого энергетического барьера является наибольшей на всем пути реакции от исходных веществ до продуктов. Важнейшим фактором, определяющим эффективность катализатора, является разность свободных энергий активации между каталитическим и некаталитическим путями. [c.10]

В присутствии хлоридов металлов переменной валентности скорость хлорметнлирования простых эфиров фенолов складывается из скоростей некаталитической и каталитической реакции. Как известно, галогениды металлов переменной валентности способны образовывать комплексные кислоты типа Н2[5пСи(ОСОСНз)2] (не уступающие по силе минеральным) [48], что должно усиливать протонирование формальдегида и скорость лимитирующей стадии. Применение уксусной кислоты в качестве растворителя в процессе хлорметнлирования объясняется не только тем, что она предотвращает выпадение хлор-метилпроизводного из реакционной среды, но и ее способностью быстро образовывать ион оксония [c.27]

Каталитическш процесс также протекает стадийно, часто по шшм стадиям, чем некаталитическая реакция, и к нему также относится все сказанное о механизме процесса в указанном выше смысле. Однако, когда говорят о механизме катализа как о механизме каталитического ускорения, имеют обычно в виду не весь процесс, а механизм воздействия катализатора на лимитирующую элементарную стадию реакдаи, приводящего к ускорению протекания р анной стадии, а, слепррательно, и всего процесса в целом. Именно взглядами на сущность этого воздействия различаются современные теории катализа. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология