Переход частиц через чистыми веществами

Мы уже знаем, что в гетерогенной реакции участвуют вещества, находящиеся в разных фазах. Поэтому одновременно с химической реакцией должны протекать и процессы, связанные с переходом веществ из одной фазы в другую. Такие процессы протекают обычно через стадию адсорбции на поверхности раздела фаз с последующей десорбцией в объем другой фазы или растворением в ней. Часто бывает значительна и роль диффузионных стадий, обеспечивающих обмен частицами между приповерхностными слоями и остальным объемом фазы. Таким образом, гетерогенная реакция обычно включает не только чисто химические реакции, но и ряд стадий иной природы (адсорбция, десорбция, растворение, кристаллизация, диффузия). Соответственно при кинетическом описании гетерогенной реакции приходится учитывать влияние этих стадий . [c.256]

Рассмотрим закономерности электрохимических процессов, при протекании которых нарушается электродное равновесие в результате медленного перехода заряженных частиц через границу между электродом и раствором. В то время как стадии подвода и отвода реагирующих веществ не относятся к специфически электрохимическим стадиям, поскольку они характерны для любого гетерогенного процесса, переход заряженных частиц (электронов или ионов) через границу раздела фаз представляет собой чисто электрохимическое явление. [c.229]

Скорость массообмена лимитируется проникновением вещества в частицу диффузионное сопротивление пограничной пленки около частицы пренебрежимо мало В1, > 10 ). Следовательно, для отдельно взятой частицы полное диффузионное сопротивление будет определяться выражением (62), а его абсолютная величина близка к 1/р. При этом на поверхности частицы концентрация Ср вещества (в условиях опыта — влаги) равновесна его концентрации в потоке агента V. В псевдоожиженном слое равновесная концентрация Ср может установиться лишь на поверхности частиц, расположенных у межфазной границы (газовый пузырь — непрерывная фаза). Внутри агрегата частиц можно предполагать застойную зону, куда условно не проникает ожижающий агент с рабочей концентрацией вещества У. По этой причине частицы внутри агрегата не принимают активного участия в массообмене (на их поверхности не устанавливается концентрация Ср). Однако агрегаты в псевдоожиженном слое постоянно разрушаются и возникают вновь. Через какой-то промежуток времени частицы, находившиеся внутри агрегата, окажутся в контакте с потоком ожижающего агента, на их поверхности установится концентрация Ср и начнется диффузия вещества внутрь частицы. Скорость массообмена будет при этом определяться долей частиц в слое, находящихся единовременно в активном контакте с газом, а следовательно, и частотой распада агрегатов. Так как при увеличении скорости ожижающего агента Ке) распад и возникновение новых агрегатов происходят более интенсивно, то скорость массообмена в псевдоожиженном слое должна возрастать при увеличении Ке. При достаточно высоких значениях Ке, когда каждая частица будет находиться в зоне высокого потенциала, можно ожидать замедления роста В при увеличении Ке и асимптотического его приближения к постоянным значениям, соответствующим величинам С. Такого же эффекта (приближение эффективных величин В к истинным, соответствующим чисто внутренней задаче) следует ожидать при переходе к более крупным частицам, условия обтекания которых более благоприятны (меньше поперечная неравномерность). Результаты опытов с частицами силикагеля размером 5,13 мм подтверждают это положение. [c.175]

В широкий сосуд А помешают чистый растворитель в осмотическую ячейку В, затянутую внизу полупроницаемой перегородкой (С), наливают раствор, осмотическое давление которого необходимо измерить. Через некоторое время объем раствора увеличивается вследствие проникновения в него растворителя. Такой самопроизвольный (односторонний) переход растворителя через полупроницаемые перегородки в раствор называется осмосом. Частицы растворенного вещества перейти при этом в растворитель не могут — этому препятствует полупроницаемая перегородка. Ударяясь о нее, они создают осмотическое давление, которое количественно может быть определено по тому дополнительному гидростатическому давлению столба раствора высотой к для момента, когда переход молекул растворителя в раствор прекратится. Это давление равно произведению плотности раствора на разность уровней к в трубке и в сосуде с растворителем. [c.189]

В то время как стадии подвода и отвода реагирующих веществ не относятся к специфически электрохимическим стадиям, поскольку они характерны для любого гетерогенного процесса, переход заряженных частиц (электронов или ионов) через границу раздела фаз представляет собой чисто электрохимическое явление. [c.243]

Как видим, необходимость установления характеристик пересыщенных растворов иногда требует их тщательной предварительной обработки. О ее необходимости неоднократно упоминалось в работах различных авторов [2,14, 58, 68, 96,111,118]. Своеобразным приемом в этом отношении является операция очистки путем кристаллизации на частицах примеси. Она основана на том, что частицы примеси, становясь центрами кристаллизации, переходят в твердую фазу вместе с кристаллизующимся веществом. Конечно, в этом случае мы получаем чистый раствор. Осадок же должен подвергаться дополнительной очистке. Как уже говорилось, фильтровать можно в принципе и пересыщенные растворы, однако это сопряжено с рядом трудностей. Они обусловлены самой природой нестабильной фазы. В связи с этим проведение непосредственной очистки пересыщенных растворов возможно лишь тогда, когда мы имеем дело с достаточно стабильными растворами и имеется уверенность, что они не будут кристаллизоваться при прохождении через фильтр. [c.23]

Переход вещества в коллоидное состояние часто происходит при промывании осадков. Это объясняется тем, что адсорбированные на поверхности осадка ионы электролита, прибавленного для коагуляции осадка, постепенно вымываются из осадка. Его частицы снова заряжаются и начинают отталкиваться друг от друга. В результате образуется коллоидный раствор, который проходит через фильтр и переходит из осадка в раствор. Во избежание подобного нежелательного явления, называемого пептизацией, приходится промывать некоторые осадки не чистой водой, а разбавленным раствором электролита (обычно какой-либо соли аммония). Ионы соли аммония, адсорбируясь осадком, постепенно замещают ионы, удаляемые промыванием, и пептизация осадка предотвращается . [c.224]

Довольно часто приходится отделять твердые продукты, взвешенные в растворе, от электролитов. Если в среднее отделение сосуда, разделенного на три части диафрагмами, проницаемыми для ионов, но непроницаемыми для более крупных частиц, залить суспензию какого-нибудь вещества, а в крайние отделения — чистую воду, то благодаря диффузии электролиты будут переходить из среднего пространства в крайние. Меняя время от времени воду, в крайних отделениях аппарата можно добиться достаточно полного удаления электролитов из среднего пространства. Однако этот процесс, называемый диализом, протекает очень медленно. Для ускорения процесса в крайние отделения помещают электроды и через них пропускают постоянный ток. При этом процесс удаления электролитов из среднего пространства резко возрастает, так как на диффузию накладывается перенос ионов током из среднего пространства в крайние. Этот процесс называется электродиализом. В принципе электродиализ сходен с процессом обессоливания воды электролизом. Очищаемое от электролитов вещество, взвешенное в воде, помещают в среднее пространство. Процесс обычно ведут при градиентах потенциала 140—250 В/см, а общее напряжение на электродах электродиализатора достигает 2000 В. Необходимость больших градиентов потенциалов объясняется малой электропроводностью растворов, особенно в конце очистки. [c.391]

Промывание раствором электролита. При промывании многих осадков чистой водой происходит так называемая пептизация осадка, т. е. переход его в коллоидное состояние образовавшийся коллоидный раствор проходит через фильтр, и часть осадка теряется. Это явление объясняется тем, что при промывании чистой водой из осадка постепенно вымывается электролит-коагулянт, а также все другие электролиты. Поэтому скоагу-лированные при осаждении коллоидные частицы вещества снопа получают заряд и начинают отталкиваться друг от друга. В результате крупные агрегаты распадаются на мельчайшие коллоидные частицы, которые свободно проходят сквозь поры фильтра. [c.146]

Вант-Гоффа растворенное вещество при малых концентрациях его в растворе ведет себя как идеальный газ и потому имеет определен1юе парциальное давление, называемое о с м о т и ч е с к и м д а и-л е п п е м. Парциальное давление рас-творенного ьеи1,ества проявляется в ударах макромолекул о пористую перегородку н поверхностную пленку жидкости Как известно, парциальное давление паров растворителя над раствором и над чистым растворителем неодинаково. Поэтому при разделении раствора и растворителя пористой перегородкоГ молекулы раствори теля будут переходить через нее в раствор до тех пор, пока перешедшие частицы растворителя не создадут в раст]юре да1 -ления, равного осмотическому. [c.72]

Представим себе, что в сосуд а (рис. 59) с чистым растворителем опущен цилиндр б, нижняя половина которого изготовлена из материала, свободно пропускающего молекулы растворителя, но непроходимого для частиц растворенного вещества (полупроницаемая перегородка) . В цилиндре свободно может передвигаться запирающий раствор поршень в. Это неравновесная система, так как если в растворителе Л 1 = 1, то в растворе Л 1< 1. Поэтому в системе начнется самопроизвольный процесс выравнивания концентраций (он обусловлен той же причиной,что и процесс растворения см. с. 146 и сл.). При этом молекулы растворителя будут переходить в цилиндр с раствором (обратный переход растворенного вещества по условию опыта исключен). Это явление напоминае перенос растворителя в опыте, описанном нас. 160, где роль своеобразной полупроницаемой перегородки играла газовая фаза. Процесс самопроизвольного перехода растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом. [c.164]

Другой характерной особенностью массообменных процессов при использовании мембран является возникновение так называемого дон-нановского равновесия. Оно обнаруживается, когда мембрана с тонкими порами, проницаемыми только для ионов, но не для коллоидных частиц (полупроницаемая мембрана, например пленка коллодия), разделяет коллоидную систему или раствор полиэлектролита и чистую дисперсионную среду. В этих условиях часть ионов переходит через мембрану в дисперсионную среду многократно заменяя дисперсионную среду за мембраной, можно очистить дисперсную систему от примесей электролитов. Этот метод очистки дисперсных систем и растворов высокомолекулярных веществ от электролитов получил название диализа. [c.199]

Жидкостные гидрофобные фильтры (ЖГФ) созданы и внедрены в нефтепромысловой практике на базе ОГ-200 и резервуаров РВС-5000, РВС-2000 и РВС-1000 с целью снижения содержания нефти и взвешенных веществ в сточных водах, закачиваемых в пласт, до предельно допустимых концентраций (соответственно до 60 и 50 мг/л). ЖГФ представляет собой плавающий на поверхности условно чистой воды слой дегазированной нефти толщиной 0,5—1 м, через который фильтруется сточная вода в виде капель размером 5—7 мм. При этом в ЖГФ переходят эмульгированная нефть и гидрофобные твёрдые частицы, содержащиеся в каплях воды. Поддерживая гидрораствором границу раздела фаз в РВС или ОГ на заданном уровне, из их верхней части отводят в сырьевой резервуар уловленную нефть, а из нижней части — очищенную воду. Основными преимуществами данной технологии являются низкая энергоёмкость, высокая производительность, надёжность работы, простота в обслуживании. [c.243]

Небольшие заряды чистого нитрата аммония детонируют с трудом (см. следующий раздел). В результате изучения длительности выделения энергии в смесях нитрата аммония с тринитротолуолом была установлена очень важная связь между общей продолжительностью т реакции и размером частиц нитрата аммония. Размалывая эту соль до смешения ее с расплавленным или порошкообразным тринитротолуолом, можно изменять величину зерен в очень широких пределах. Как видно из значений средней продолжительности реакции, определенных методами, описанными в предыдущем разделе, продолжительность выделения энергии является функцией размера кристаллов, во всяком случае для таких медленных мощных взрывчатых веществ, как, например, нитрат аммония, причем выделение энергии происходит тем быстрее, чем мельче кристаллы. Распространение детонационной волны через заряд взрывчатого вещества не требует большой энергии активации это приводит к выводу о том, что при детонации в поликристаллическом взрывчатом веществе в микрообластях горячего газа происходит развивающаяся эрозия. Фронт детонационной волны не является однородным, а детонирующие газы движутся в нем вокруг более плотных частичек взрывчатого вещества. Последние при этом различным образом активируются (см. ниже) и переходят в гомогенную газовую фазу. Этот процесс сопровождается более нли/менее одновременным химическим разложением. Скорость такого перехода обусловливается, помимо иных причин, величиной поверхности раздела кристалл-газ в любой данный момент. При таком представлении о процессах физической активации , приводящих твердое или жидкое взpыв чатое вещество в состояние бурной реакции в газовой фазе, очень существенным является вопрос о реакционной способности веществ, который еще недостаточно изучен. [c.375]

Большинство советских исследователей придерживаются ги-перфильтрационной гипотезы, согласно которой в полупроницаемой мембране имеются поры с диаметром, достаточным, чтобы пропускать молекулы воды ( /н о = 0Д76 нм), но малым для прохождения гидратированных ионов (1 > 0,4 нм) и молекул растворенных веществ. Однако в реальных мембранах невозможно практически создать поры одинакового размера, и поэтому всегда имеются более крупные поры, через которые могут проходить кроме молекул воды также и гидратированные ионы, что и объясняет явление селективности. Кроме наличия в мембране пор определенных размеров при рассмотрении гиперфильтрационпой модели учитывается также, что молекулы (частицы) в жидкости колеблются (каждая) около временных положений равновесия, т. е. переходят из одного временного положения равновесия в другое. Таким образом, если мембрана разделяет чистую воду и раствор, то в какой-то момент времени растворенная в воде частица может перекрыть полностью пору в мембране для прохода воды, но в другой момент времени частица скачком откроет пору для молекулы воды. [c.124]

При центрифугировании под действием центробежных сил между слоем воздуха и раствором образуется граница, называС мая мениском. Вместе с тем происходит седиментация растворенных веществ, в результате чего образуется граница раздела между чистым растворителем и раствором белка, которая постепенно смещается ко дну ячейки. Поскольку всегда происходит диффузия высокомолекулярных частиц из раствора в растворитель, то граница раздела не представляет собой плоскости, а всегда несколько размыта. Естественно, что степень поглощения света при переходе от растворителя к раствору будет меняться хотя и круто, но постепенно, равно как и изменение концентрации седиментирующих молекул. Если через такую систему пропустить ультрафиолетовый свет, то это изменение концентрации может выразиться в неодинаковом почернении фотопленки по длине ячейки. В месте границы раздела будет происходить изменение степени почернения пленки от максимального для непоглощающего растворителя до минимального для поглощающего раствора (рис. 39, а). Определяя степень почернения путем микрофотомет-рирования, можно получить кривую распределения концентрации седиментирующего белка. Проведя такие измерения через определенные промежутки времени седиментации, можно получить кривую распределения концентрации вдоль радиуса ячейки. При этом обработка фотопленок, при использовании абсорбционных оптических систем, позволяет сразу получить интегральные кривые седиментации (рис. 39, б). Абсорбционные системы, снабженные кварцевой оптикой, используются чаще всего для исследования разбавленных растворов нуклеиновых кислот и их производных. [c.144]