Адсорбция диффузионная

III. Массообменные процессы связаны с переходом вещества из одной фазы в другую в результате диффузии. Поэтому их называют также диффузионными. К этому классу относятся перегонка, ректификация, абсорбция и десорбция, адсорбция, экстракция, сушка, кристаллизация и др. Движущей силой массообменных процессов является разность концентраций. Скорость процесса определяется законами массопередачи. [c.13]

Модель с адсорбцией показана на рис. 109. В растворах 1 и 2 перенос вещества осуществляется в соответствии с диффузионным уравнением. Граничные условия определяют условия взаимодействия фаз и устанавливают связь между с и Сз,. [c.243]

Так как для разных по геометрической или электронной структуре молекул значения констант Генри, по крайней мере при подходящей температуре, обязательно различаются (поскольку они связаны с энергией молекулярного взаимодействия, разной для разных молекул, см. стр. 487 сл.), то теория равновесной хроматографии в области изотермы распределения Генри приводит к выводу об обязательном газо-хроматографическом разделении любых компонентов. В действительности этому мешают, во-первых, как мы уже видели, отклонения изотермы распределения (адсорбции, растворения) от изотермы Генри и, во-вторых, как мы увидим в дальнейшем, диффузионные и кинетические факторы. Эти причины приводят к асимметричному искажению и размыванию хроматографической полосы, что ведет к наложению полос близких по свойствам веществ друг на друга и поэтому мешает четкому разделению компонентов. [c.557]

Однако многочисленные опыты показывают, что при адсорбции диффузионные сопротивления внутри твердой фазы малы по сравнению с внешним диффузионным сопротивлением, поэтому при расчетах процессов адсорбции обычно используется основное уравнение массопередачи [c.388]

Если при высоких степенях покрытия поверхности в адсорбированной фазе существует градиент концентрации, то он может уменьшаться вследствие поверхностной диффузии. Энергия активации этого процесса имеет тот же порядок величины, что и изостерические теплоты адсорбции. Диффузионный поток можно описать уравнением [c.71]

Места выходов дислокаций на поверхность стали являются наиболее активными во взаимодействии с внешней средой. Именно здесь происходят усиленная адсорбция, диффузионные и коррозионные процессы. [c.32]

Характерной особенностью гетерогенного катализа является высокая концентрация атомов и молекул катализатора и реагирующих веществ в пограничном реакционном объеме. Так, концентрация поверхностных атомов никеля, отнесенная к объему ш, будет соответствовать приблизительно 20 М раствору, а реагирующих веществ в тем же объеме со при пределе адсорбции — 10 М раствору. Хотя особенность элементарного химического акта в гетерогенном катализе определяется главным образом спецификой химического взаимодействия реагирующих молекул с поверхностью катализатора, процессы адсорбции и диффузионного переноса могут играть существенную роль. [c.637]

Таким образом, в рамках принятых представлений о локализованной адсорбции диффузионная модель каталитической реакции может быть записана в виде [c.221]

Увеличение катодного потенциала изменяет заряд поверхности, а следовательно, и условия адсорбции на ней. В зависимости от природы деполяризатора это увеличивают или уменьшает скорость электрохимической редокси-реакции. При значительных отклонениях от нулевой точки (большая величина ф-потенциала) поверхностная концентрация деполяризатора становится ничтожно малой и реакция электровосстановления может прекратиться. Поэтому кроме предельной диффузионной плотности тока должна существовать также предельная адсорбционная плотность тока. [c.449]

Процессы, проводимые в условиях, близких к нормальным (давление не превышает нескольких атмосфер, температура незначительно отличается от температуры окружающей среды). К ним относятся процессы в растворах (ионные реакции), диффузионные процессы с одновременной химической реакцией (адсорбция, абсорбция, десорбция, выщелачивание), многие каталитические реакции. [c.344]

Как отмечалось выше, различают пять основных стадий, через которые протекают гетерогенные каталитические реакции. Специальные случаи, для которых одна какая-либо стадия определяет скорость реакции (например, диффузионный массообмен, адсорбция одного из компонентов или химическая реакция на поверхности), были уже рассмотрены. Теперь необходимо разобрать наиболее общий случай. [c.220]

Из разбора этих относительно простых примеров реакций первого порядка уже видно, что если реакция протекает через несколько стадий, кинетические уравнения, определяюш,ие скорость, получаются довольно громоздкими. При анализе экспериментальных данных обычно пытаются описать их уравнением, выведенным на основании предположения, что определяющей является только одна стадия из пяти или в крайнем случае с учетом диффузионной стадии в сочетании с химической реакцией на поверхности или адсорбцией. [c.222]

Основные вопросы химической технологии включают физические процессы (гидро- и аэродинамические при транспортировании, смешении жидкостей и газов), процессы передачи тепла, диффузионные процессы — фракционирование, абсорбция, адсорбция, экстракция [c.11]

Напомним, что приведенные рассуждения относятся хотя и к неидеальной, но к равновесной хроматографии, что предполагает отсутствие нетермодинамического (диффузионного и кинетического) размывания и искажения хроматографической полосы, т. е. образование совершенно вертикального переднего фронта в случае изотермы адсорбции, обраш,енной вогнутостью к оси [c.591]

Здесь мы рассмотрим закономерности кинетики гетерогенно-каталитических реакций в отсутствие диффузионного торможения, т. е. три из перечисленных стадий — адсорбцию, собственно реакцию и десорбцию. В обычных кинетических исследованиях эти стадии неразличимы тем не менее гетерогенно-каталитический процесс остается по своей природе сложным. Этим и объясняются характерные для гетерогенного катализа сложные и разнообразные кинетические закономерности. [c.79]

Совсем другой характер носит отравление катализатора при быстрой необратимой адсорбции яда. В этом случае реакция отравления протекает в диффузионном режиме, и яд сначала оседает в устьях пор. По мере отравления участков активной поверхности, близких к внешней поверхности частицы, яд начинает сорбироваться на более труднодоступных участках, и, таким образом, область отравленного катализатора расширяется в глубь пористой частицы. [c.147]

Третья группа — массообменные (диффузионные) процессы. Скорость этих процессов определяется скоростью перехода веществ из одной фазы в другую, т. е. законами массопередачи. К диффузионным процессам относятся абсорбция, экстракция, ректификация, адсорбция, сушка и др. [c.10]

Ячеечная модель с застойными зонами. Структурная схема ячеечной модели с застойными зонами при неравных скоростях обмена в противоположных направлениях представлена в табл. 4.2. Объем i-й ячейки представляется в виде суммы двух объемов объема проточной зоны V . и объема застойной зоны Xf — концентрация в проточной части ячейки — концентрация в застойной части i-й ячейки. Между зонами происходит обмен веществом, характер которого может быть различным. Наиболее вероятными видами обмена могут быть конвективный, диффузионный, а также виды обмена типа адсорбции, химической реакции и т. п. Исходя из принципа аддитивности, общий обменный поток за счет действия отдельных видов обмена выражается соотношением q=kiX—к у, где к , к — суммарные коэффициенты обмена в прямом и обратном направлении. Уравнения материального баланса индикатора для -й ячейки имеют вид [16] [c.231]

Структурная схема ячеечной модели с застойными зонами при неравных потоках обмена в противоположных направлениях показана в табл. 4.2. Объем -п ячейки представляется в виде суммы двух объемов объема проточной зоны Уц и объема застойной зоны Пусть — концентрация вещества в проточной части г-й ячейки, где предполагается идеальное перемешивание, г/,- — средняя концентрация в застойной зоне. Между зонами происходит обмен веществом, причем характер обмена может быть различным. Наиболее вероятностными видами обмена могут быть конвективный, диффузионный, а также виды обмена типа адсорбции, химической реакции и т. п. [c.382]

Химическое производство представляет собой иерархическую структуру по горизонтали подготовка сырья, химическое превращение и выделение продуктов. Каждая из стадий может содержать произвольное количество разнородных процессов, отличающихся природой определяющих явлений, а именно а) гидродинамические процессы перемещение жидкостей и газов в аппаратах и трубопроводах получение и разделение неоднородных систем газ - жидкость (туманы), газ - твердое вещество (пыли), жидкость - твердое вещество (суспензии), жидкость -жидкость (эмульсии) б) тепловые процессы кипение, испарение и конденсацию, выпаривание в) диффузионные процессы экстракцию, абсорбцию, адсорбцию, кристаллизацию, мембранные, ректификацию и т. д. г) химические процессы химические превращения в реакторах д) биохимические процессы биохимические превращения в реакторах, аэротенках и т. д. [c.15]

В изложенной выше теории равновесной хроматографии были рассмотрг-ны только те искажения хроматографической полосы (обострение фронта и растягивание тыла или наоборот), которые вызывались отклонениями изотермы распределения (адсорбции или растворения, от закона Генри. Но даже и при соблюдении закона Генри хроматографическая полоса при движении вдоль колонки должна размываться. Это происходит вследствие продольной диффузии (вдоль и навстречу потока газа) молекул компонентов газовой смеси, переноса и диффузии их вокруг зерен насадки, а также диффузии в поры (так называемой внутренней диффузии). Кроме этого, молекулы компонента смеси, попап-шие в неподвижную фазу, должны отставать от его молекул, переносимых в потоке газа, вследствие конечной скорости адсорбции и десорбции на твердой или жидкой иоверхности, наличия поверхностной диффузии (вдоль поверхности), а в случае газо-жидкостной хроматографии еще и вследствие диффузии (поперечной и продольной) внутри неподвижной жидкой пленки, а также ввиду адсорбции и десорбции на носителе неподвижной жидкости. Все эти разнообразные диффузионные и кинетические явления приводят к тому, что в отношении элементарных процессов удерживания в неподвижной фазе и возвращения в движущийся газ-носитель разные молекулы данного компонента окажутся п разных условиях и, следовательно, будут перемещаться вдоль колонки с разными скоростями, что неизбежно приведет к размыванию хроматографической полосы—к снижению и расширению пика. Уже одно перечисление причин размывания хроматографической полосы показывает, насколько сложны диффузионные и кинетические процессы в колонке. Учитывая некоторую неопределенность геометрии колонок, по крайней мере колонок с набивкой (колебания в форме и размерах зерен, в их пористости и упаковке, в толщине пленки неподвижной жидкости, в доступности ее поверхности или поверхности адсорбента в порах, можно оценить влияние диффузионных и кинетических факторов на форму хроматографической полосы лишь весьма приближенно. Однако даже такая приближенная теория очень полезна, так как она позволяет выяснить хотя бы относительную роль различных диффузионных и кинетических факторов, влияющих на размывание, и указать тем самым пути ослабления этого влияния. [c.575]

Рассмотрим теперь вторую стадию адсорбции (t>ti), т. е. когда происходит заполнение всего зерна. Решение диффузионного уравнения (2.1.97) на этой стадии имеет вид [c.62]

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции и отвод полученных продуктов совершается молекулярной диффузией или конвекцией. При очень сильном перемешивании реагирующих веществ конвективный перенос называют также турбулентной диффузией. В двух- или многофазных системах подвод реагирующих компонентов может совершаться абсорбцией, адсорбцией или десорбцией газов, конденсацией паров, плавлением твердых веществ или растворением их, испарением жидкости или возгонкой твердых веществ. Межфазный переход — это сложный диффузионный процесс. [c.153]

Экстракция из пористых твердых тел, растворение, кристаллизация, адсорбция и сушка, широко используемые в технологии контактных масс, относятся к массообменным (диффузионным) процессам. Наиболее часто, практически во всех технологических схемах, применяют сушку различных материалов. [c.96]

В последнее время большое внимание начали уделять выделению водорода из водородсодержащих газов путем низкотемпературного фракционирования, адсорбции на молекулярных ситах, абсорбции жидкими углеводородами и диффузионного разделения. Развитие [c.107]

Адсорбция относится к процессам массообмена, протекающим с участием твердой фазы, и описывается уравнением (16-39). Однако многочисленные опыты показывают, что внутренним диффузионным сопротивлением самого адсорбента можно пренебречь и проводить расчет процесса по уравнению (16-28). Значения коэффициента массоотдачи Р можно определять по следующим уравнениям [c.715]

Адсорбция — диффузионный процесс, в котором участвуют твердая и газовая фаэы. [c.103]

Сочетание стадий адсорбции и химической реакций не обсуждалось при выводе кинетических уравнений. При рассмофении этих стадий возможно так много вариантов, что, составляя соответствующие кинетические уравнения, их следует разбирать совместно с диффузионной стадией применительно к каждому конкретному случаю. Адсорбцию и химическую реакцию на поверхности можно рассматривать комплексно, пользуясь описанными выше методами. [c.222]

Коэффициент диффузии. Гетерогенную реакцию можно разбить на несколько стадий 1) подход вещества к поверхности, 2) адсорбция, 3) реакция, 4) удаление продуктов. Любая из этих стадий может определять скорость реакции. Если лимитирующими является первая и четвертая стадии процесса, то скорость этого процесса зависит от диффузии поэтому кинетические процессы такого типа называются ди4х )у ионными процессами. Большое значение имеют диффузионные я леиия в таких процессах, как испарение жидкостей на воздухе или в среде других газов, растворение вещества в разных растворителях и т. п. Скорость этих процессов определяется скоростью диффузии. [c.422]

Рассмотрим диффузионные процессы, осложненные появлением конденсированной фазы разделяемой смеси. В пористых сорбционно-диффузионных мембранах нельзя пренебречь энергией спязи компонентов смеси с матрицей, характеризуемой энтальпией адсорбции АЯ и потенциалом На поверхности пор мембран возникает адсорбированный слой, который, согласно потенциальной теории [1, 2] можно рассматривать как конденсированную фазу в поле сил, определяемых адсорбционным и капиллярным потенциалами. Допуская локальное равновесие между объемной и сорбированной фазами для каждого сечения капилляра, можно считать, что в сорбированной пленке вдоль оси 2 существует градиент концентрации, обусловленный неравномерностью состава в объемной газовой фазе. Миграцию компонентов смеси вследствие градиента концентрации в пленке принято называть поверхностной диффузией. [c.59]

К диффузионным процессам, широко распространенным в проц1 ссах получения продуктов тонкой химии, относятся дистилляция н ректификация, жидкостная и твердофазная экстракция, лристаллизация, абсорбция, адсорбция и нх разновидности, мембранные процессы разделения (обратный осмос, микро-фильграция и ультрафильтрация), сублимация и десублимация, сушка и др. [c.17]

Диффузионная модель с застойными зонами. Иногда существенный вклад в неравномерность распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате вносят застойные объемы жидкости в системе, а также такие явления, как адсорбция и десорбция вещества на поверхности элементов насадки, диффузия вещества в пленки, карманы, поры твердых частиц системы и т. д. При этом погрешности описания ситемы с помощью однопараметрической диффузионной модели резко возрастают. Для учета перечисленных явлений объем потока в аппарате V [c.220]

Вернемся к скорости образования зародышей. Пусть на единице поверхности имеется п( д) критических агрегатов из атомов. Критическим называют агрегат (комплекс), присоединение одного атома к которому превращает его в зародыш. Будем предполагать, что присоединение следующего атома к комплексу идет с преодолением лишь барьера поверхностной диффузии Ur, и присоединяются только атомы, адсорбированные на местах, отстоящих от края комплекса на расстоянии одного диффузионного скачка, т. е. на расстоянии порядка d. Если % — доля таких мест вдоль периметра, то на единице площади поверхности в единицу времени возникает, очевидно, J=l(nJno)vn(N,)Xexp —Ur,lkT) агрегатов с размерами, большими критического. Здесь п, — плотность числа одиночных атомов на поверхности rio d- — число мест адсорбции на единице площади поверхности (так что Z) vMo exp (—UJkT) — коэффициент поверхностной диффузии). Плотность n N ) числа комплексов критического размера на поверхности получается из закона действующих масс в применении к реакции образования комплекса из Л/3 адсорбированных атомов (x°(Na) Ч-ЛГ 1пХ X[ti(N,)ln ]==N,lXs- Отсюда имеем n(N ) =п ехр[—6Е (N ,)/кТ]. Выражая стационарную плотность атомов через время жизни их на поверхности т и интенсивность падающего потока /, получим [c.282]

При введении водорастворимого деэмульгатора в чистом виде механизм доставки его на капли пластовой воды будет, очевидно, диффузионным. При использовании водного раствора деэмульгатора транспортной стадии будет предшествовать еще стадия перехода деэмульгатора из капель воды, в которых он растворен, в нефть. Осуществление транспортной стадии непосредственно за счет столкновения капель пластовой воды и капель, содержащих деэмульгатор, маловероятно, так как такие капли не могут слиться до тех пор, пока на них не будут разрушены бронирующие оболочки, а на это требуется время. Предположение о преобладающем точечном или локальном механизме передачи деэмульгатора при сближении капель через наиболее тонкое место разделяющей их нефтяной пленки также маловероятно. Процесс выхода деэмульгатора из капель воды в нефть мы рассматривать не станем, а будем предполагать, что этот процесс завершился, и деэмульгатор уже равномерно распределен по объему нефти. Исходную эмульсию будем считать слабоконцентрированной для того, чтобы не учитывать взаимное влияние капель в процессе адсорбции дезмульгатора. [c.64]

Сложнее обстоит дело с адсорбцией на сферическом зерне. Прежде всего обобщим правило Ларднера — Поля [18], согласно которому при сферической симметрии приближенное решение линейных диффузионных задач ищется в виде некоторого полинома, умноженного на стационарное решение задачи, т. е. деленного на текущую координату (1— ). В случае рассматриваемой нелинейной задачи, как нетрудно видеть, обратно пропорционально текущей координате будет не само решение у ( , т), а функция от решения — Ф(у), и, значит, г/( , т) будет пропор- [c.46]

Рассмотренная математическая модель внутридиффузион-ного переноса в гранулах адсорбента предполагает, что массоперенос в твердом теле полностью определяется некоторым постоянным коэффициентом диффузии. Действительно, проникание адсорбата внутрь зерна адсорбента — процесс диффузионный, а под коэффициентом диффузии D понимают количество вещества, диффундирующего в единицу времени через 1 см поверхности при градиенте концентрации, равном единице. Естественно, что нельзя ожидать, чтобы один постоянный коэффициент диффузии описал те явления, которые происходят в процессе переноса адсорбата в таких сложных пористых структурах, которыми обладают гранулы любого промышленного адсорбента. Величина D должна рассматриваться как эффективный коэффициент диффузии, значение которого зависит от структуры пор и вклада в массоперенос различных транспортных механизмов, таких как нормальная или объемная диффузия, молекулярная или кнудсенов-ская диффузия и поверхностная диффузия. Для того чтобы учесть негомогенность структуры адсорбентов, при экспериментальном и теоретическом изучении кинетики адсорбции микропористыми адсорбентами в настоящее время широко используется представление о бипористой структуре таких адсорбентов [18], которое предполагает два предельных механизма массопереноса диффузия в адсорбирующих порах (например, в кристаллах цеолита) и перенос в транспортных порах. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология