Переходная область реакции

Стадии гетерогенных каталитических процессов. Роль адсорбции. В гетерогенно-каталитических реакциях, как и в других гетерогенных процессах, можно выделить ряд стадий. Наиболее обычными стадиями являются диффузия, обеспечивающая подвод исходных веществ к поверхности катализатора, адсорбция их на этой поверхности, взаимодействие адсорбированных веществ с образованием продуктов реакции, десорбция продуктов и, наконец, отвод продуктов реакции от поверхности катализатора в глубину соответствующей фазы с помощью диффузии. В зависимости от определяющей стадии реакция может протекать в диффузионной, кинетической или переходной областях. С изменением внешних условий роль определяющей стадии может перейти к другому процессу. [c.272]

Из 9.1 следует, что скорость реакции (в) тормозится десорбцией водорода с поверхности угля, значит процесс газификации протекает в переходной области (глава VI) и может быть интенсифицирован факторами, ускоряющими как химическую реакцию (повышение температуры и давления), так и диффузию (увеличение скорости дутья и использование реакторов, конструкция которых обеспечивает максимальное развитие поверхности контакта фаз и их перемешивание). [c.211]

Эта зависимость для разных значений аб изображена на рис. 45 (случай аб = О соответствует массопередаче в отсутствие химической реакции). Чем быстрее идет химическая реакция по сравнению с диффузией, тем круче изгиб кривых и тем больше градиент концентраций на их начальных участках. Это показывает, что рассмотренная в предыдущем разделе приближенная обработка переходной области реакции с линейным изменением концентраций в [c.207]

Из последнего уравнения видно, что в случае l/(fPy) < 1/( a,i) диффузионным торможением можно пренебречь, к тогда процесс переходит в кинетическую область, описываемую уравнением (V-3). В переходной области реакция сохраняет первый порядок по реагенту, диффундирующему из фазы 2, поимеет сложную зависимость скорости от концентрации реагента А. При низком значении aj кажущийся порядок по нему может приближаться к единице, но затем рост скорости от С а, i замедляется. В зависимости от соотношения /Ру и k область низких значений Сд, i может соответствовать кинетическому режиму, а для высоких значений Сд, i и для случая, когда 1/(/Py) 1/( a,i), — одной из областей диффузионного режима (когда реакция протекает на внутренней поверхности пограничной пленки, и ее скорость не зависит от Сд. i). [c.255]

Однако в переходной области реакции не протекают, т. е. [c.26]

Когда скорости реакции и диффузии соизмеримы, реакция протекает в переходной области. [c.273]

Когда скорость химической реакции и скорость диффузии приблизительно равны, считают, что процесс протекает в переходной области. В этом случае при определении константы скорости должны учитываться и диффузионные О, н кинетические к этапы, которые вызывают дополнительное торможение процесса [c.90]

Действительно, в режиме мгновенной реакции величина (/—1) пропорциональна b q , в режиме быстрой реакции — пропорциональна Следует ожидать, что в переходной области (/—1) не является функцией только b j , за исключением частного случая, когда п = 1 — п. Однако, если условия процесса довольно близки к режиму мгновенной реакции, не удивительно, что здесь параметр b j все же является хорошей основой для корреляции. Конечно, применение уравнения в форме [c.108]

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]

Для изученных условий лабораторного окисления найденные константы составляют 0,1—0,4 ч . Представление полученных результатов в аррениусовских координатах показывает наличие диффузионных затруднений в процессе окисления. Процесс протекает в диффузионной области при высоких температурах и в кинетической — при сравнительно низких температурах. Интервал температур, характерных для промышленных уело-. ВИЙ (220—270 °С), соответствует переходной области [69]. В то же время показано [68], что экспериментальные данные, полученные при низких концентрациях кислорода и температурах выше 260 °С, не описываются достаточно хорошо предложенным уравнением. Кроме того, использование рассчитанных констант ограничивается условиями эксперимента. Таким образом, попытка представить все многообразие реакций процесса окисления в виде простого уравнения формальной кинетики не оказалась существенно полезной для решения практических задач. [c.52]

Для областей А—Е, IV представлены механизмы уровня адекватности 6 > 0,7. Условно обозначено положение переходной области ( четвертый предел ) между разветвленной цепной реакцией (область Е) и неразветвленной (область О). [c.295]

Между 460 и 490 °С реакция протекает во внешней переходной области энергия активации меняется при этом от 12 до 3 ккал/моль. [c.165]

В области изменения тЬ от 0,5 до 5 — переходная область. Влияние процессов переноса реагирующих веществ на скорость процесса часто исследуется путем измерения скорости реакции на зернах разной крупности. Например, для частиц размерами и и при одной и той же концентрации реагента в обоих экспериментах получим [c.433]

В реальных условиях работы газогенераторов (900—1000°С, 0,1 МПа) равновесие основных реакций полностью смещено в сторону конечных продуктов (синтез-газа). Режим газификации определяется, таким образом, кинетикой диффузионных и химических стадий. Скорость основных реакций газификации при температуре выше 1000°С достаточно велика, и поэтому при газификации в шахтных газогенераторах крупнокускового топлива (более 15 мм) можно принять, что процесс происходит в диффузионной области. В действительности же даже в шахтных газогенераторах и тем более в генераторах кипящего слоя процесс газификации протекает в переходной области. [c.52]

Общая скорость процесса зависит от скоростей его отдельных стадий и определяется наиболее медленной (лимитирующей) стадией. Если наиболее медленной является стадия подвода исходных веществ в зону реакции или отвода продуктов, и она лимитирует общую скорость процесса, считается, что процесс протекает в диффузионной области. Если общую скорость процесса лимитируют скорости химических реакций или одной из них, считают, что процесс протекает в кинетической области. Если скорости всех стадий соизмеримы, то процесс протекает в переходной области. [c.73]

Область III на рис. 3.6 соответствует большим значениям модуля Тиле О 3). Асимптотическое решение в данной области Г] 3/ф8- При больших ф8 концентрация в центре зерна стремится к О, т. е. реакция внутри зерна протекает в небольшом приповерхностном слое. Эта область носит название внутридиффузион-ной. Область II — переходная область между кинетической и внутридиффузионной. [c.160]

Скорость всего процесса в целом зависит от наиболее медленной стадии реакции, которая и является определяющей. Если определяющей стадией является сам акт химического взаимодействия между реагирующими молекулами, а процесс отвода и подвода компонентов практически не влияет на ее скорость, то такую реакцию называют протекающей в кинетической области. Если определяющей стадией является скорость подвода реагирующих веществ, то реакцию называют протекающей в диффузионной области. Если же скорости как самой реакции, так и процессов диффузии соизмеримы, то скорость всего процесса является функцией кинетических и диффузионных явлений и процесс протекает в переходной области. [c.628]

НО, ЧТО постоянное значение потенциала наблюдается в переходных областях существования смеси ступеней. Ступени TV, III, II и I соответствуют росту потенциала, что связано с повышением свободной энергии реакции. Области кривой ВС и DE (II и [c.304]

Обезуглероживание поверхности стали в атмосфере водорода при 1673 К протекает в переходной области. В каком соотношении должны находиться константа скорости химической реакции ( х.р) и константа скорости диффузии углерода (йд), чтобы при стационарном течении процесса отношение поверхностной концентрации углерода к объемной ( g/ y) было равно 0,5 [c.82]

Решение. Строим график в координатах If/г — l/T (рис. 49). Отрезок d соответ-ствуе кинетической области, т. е. скорость реакции лимитируется собственно кинетикой при Т < ПОО К, к << Р , к = к. При Т > ПОО К отрезок сЬ — переходная область, т. е. константы скорости диффузии р и собгтвень о кинетики к соизмеримы. Связь между к, к и р описывается уравнением (XXVI. 16). Энергию активации находим по уравнению [c.409]

Когда к ц соизмеримы друг с другом, наблюдается переходная область. При этом с повышением температуры скорость химической реакции увеличивается и процесс сдвигается в диффузионную область. С другой стороны, увеличение интенсивности перемешивания приводит к увеличению скорости диффузии (вследствие уменьшения б) и сдвигу процесса в кинетическую область. Полезно также иметь в виду, что для газов коэффициент диффузии зависит от давления (обратно пропорционален давлению). Поэтому уменьшение давления увеличивает вероятность протекания реакции в кинетической области. [c.295]

В зависимости от того, в одной или нескольких фазах находятся компоненты, реакции, различают кинетику гомогенных реакций и кинетику гетерогенных реакций. В гетерогенных системах процесс в целом состоит по меньшей мере из двух последовательных стадий диффузии реагирующих веществ к поверхности раздела фаз и химической реакции на поверхности. Разница между скоростями каждой стадии может быть очень большой. В этом случае скорость процесса в целом определяется скоростью наиболее медленной стадии, которая называется лимитирующей, или определяющей стадией. Если скорость процесса определяется химическим взаимодействием веществ на поверхности, то говорят, что реакция протекает в кинетической области. Если же определяющая стадия — подвод реагирующего вещества в зону реакции за счет диффузии, то считается, что реакция протекает в диффузионной области. Скорости реакции и диффузии могут быть соизмеримы. Тогда скорость всего процесса представляет собой сложную функцию кинетических и диффузионных явлений, и процесс протекает в переходной области. [c.228]

Когда Аир сравнимы друг с другом, наблюдается переходная область. Протекание реакции в той или другой области зависит, во-первых, от скорости реакции на поверхности. Чем эта скорость больше, тем более вероятно, что реакция пойдет в диффузионной области. [c.263]

На рис. 1.11 сравнивается переходная кривая диссоциации N2O [66е] при 2000 К с переходной кривой спиноворазрешенной диссоциации NO2 при 1540 К [52а]. В случае диссоциации NO2 переход к константам скоростей первого порядка наблюдается при больших давлениях. На рис. 1.11 показана также измеренная в статических условиях при 888 К часть переходной кривой диссоциации N2O, соответствующая области низких давлений [666] в противоположность диссоциации больших многоатомных молекул сдвиг переходной области реакции в сторону меньших давлений при уменьшении температуры оказывается исключительно слабым. [c.50]

Приведенные переходные кривые можно рассчитать, используя величины (Е) и к Е) из уравнений (1.72) и (1.100). Результаты [120] представлены в табл. 1.10 и на рис. 1.22. Статистическая теория Касселя и динамическая теория Слэтера, по-видимому, дают очень близкие результаты. Вообще говоря, переходная область реакции расширяется при увеличении числа эффективных осцилляторов 5. При сравнении с экспериментом классическая форма записи уравнений должна обычно заменяться квантовой. Высказано предположение [6], что значения 5эфф, определяемые уравнением (1.80), можно использовать в табл. 1.10 в качестве величин . Это успешно применяется в отношении умеренно сложных молекул, для которых экспериментально достижимы оба предела диссоциации. В этот метод можно внести определенные поправки с помощью полных формул теории Хиншельвуда — Райса — Рамспергера — Касселя — Маркуса для модели сильных столкновений. [c.92]

Абсорбция СО2 растворами щелочей может протекать в переходном режиме от быстрой к мгновенной реакции. Этот факт использовал Хикита [2] в тщательно проведенной им серии экспериментов с целью проверки состоятельности теоретической обработки для случая переходной области. [c.140]

Если скорость диффузии и скорость химической реакции, рассмотренные независимо друг от друга, соизмеримы, то имеется переходная область. Один и тот же процесс, в.зависимости от условий его проведения, может лежать в различных областях. Большое (влияние на характер протекания гетерогенного химического процесса оказывают давления реагирующих веществ,..хкоррстц.п охо,крв, пористость катализатора и темпера- [c.312]

Для теоретического определения области протекания процесса необхо-димс оценивать скорости диффузии и химической реакции отдельно, как скорость независимых процессов. Отношение определенных таким образом скоростей указывают область протекания процесса в целом. Так следует поступать потому, что при установившемся течении реакции скорость диффузии становится равной скорости реакции, независимо от режима процесса, т. е. это равенство наблюдается в кинетической, диффузионной и переходной Областях. При стационарном протекании реакции термин диффузионная область вовсе не означает, следовательно, что действительная скорость реакции на реакционной поверхности больше скорости диффузии к этой поверхности. Обе эти скорости равны, но благодаря медленному притоку веществ к поверх 10сти скорость химической реакции на поверхности принудительно становится равной скорости диффузии. Концентрация вещества на поверхности прн этом мала, а градиент концентрации вблизи поверхности оказывается большим. И, наоборот, в кинетической области, где независимо определенная скорость диффузии значительно превышает скорости реакции, равенство скоростей диффузии и реакции наблюдается при мало отличающихся значениях концентраций реагирующих веществ в объеме и на поверхности. [c.313]

Вопрос о соотношении скоростей массопередачи и химической реакции обычно рассматривают в связи с существующими представлениями об области протекания процесса. Понятие о кпнетичест ой, диффузионной и переходной областях протекания процесса было введено Франк-Каменецким [30] в 1947 г. В течение последующей четверти века эти представленпя переходили из одной монографии в другую и из одного учебника в другой. При этом в большинстве работ полностью игнорировался тот факт, что Франк-Каменецкий рассматривал конкретный случай реакции первого порядка в гетерогенно-каталитическом реакторе для системы газ — твердое тело [31]. Более того, даже применительно к этому случаю формулировки [c.14]

Из табл. 2.4 видно, что переходная область в зависимости от размера гранул может сильно сдвигаться. Интересно также, что на очень мелких гранулах внутридиффуаионной области может и вообще не наблюдаться и реакция из кинетической области может перейти непясредственно во внешнедиффузионную. Например, в нашем случае на гранулах размером [c.36]

Между 410 и 430 °С энергия активации изменяется от 26 до 12 ккал/молъ следовательно, реакция протекает во внутренней переходной области. [c.165]

Г Реакторы со сплошным слоем катализатора, несекционированные (так называемые адиабатические) широко используются в нефтехимических произв6 (-ствах. В таких аппаратах проводят как реакции в кинетической или переходной областях (например, гидрокрекинг, риформинг — табл. 3.2, изомеризация парафинов, прямая гидратация этилена, дегидрирование этилбензола в стирол и изопропилбензола в а-метилстирол), так и реакция в диффузионной области (например, окисление спиртов в альдегиды и кётоны). [c.125]

На большинстве катализаторов процесс идет в переходной области и кадувдйся порядок реакции будет между О и 1/2, кажущаяся энергия акгавацди меньше истинной и находится в пределах - 10 20ккал/ж>хь. [c.79]

В тех случаях, когда медленной стадией является само превращение (к мало, химическое сопротивление к- велико), говорят, что процесс протекает в кинетической области. Если же звеном, тормозящим процесс в целом, является перенос вещества (велико диффузионное сопротивление p-i), то говорят, что он протекает в диффузионной области. В последнем случае процесс можно ускорить за счет перемешивания. Если, наконец, скорости взаимодействия и диффузии самоизмеримы, то процесс идет в переходной области. Будет ли данная реакция протекать в кинетической, диффузионной или переходной областях, зависит от природы процесса, температуры, интенсивности перемешивания и т. д. [c.154]

Если скорости диффузии и химической реакции соизмеримы, то говорят, что реакция протекает в переходной области. Кинетические уравненйя здесь особенно сложны, так как в них входят и скорости диффузии реагентов, и скорости их химической реакции. [c.206]

Макрокинетика топохимических реакций. Изложенное относилось к реакциям, протекающим в кинетической области, когда процессы переноса вещества и теплоты происходят настолько быстро, что не влияют на кинетику процесса. Однако создать такие условия в олыте в большинстве случаев затруднительно, поэтому при осуществлении реакций в промышленности условия чаще всего соответствуют переходной области. В связи с этим в реакционном пространстве возникают градиенты концентраций и температуры и, соответственно, потоки вещества и теплоты. Изучение переноса вещества и теплоты в химическом процессе составляет предмет макрокинетики. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология