Скорость реакции локальная

Реакции первого или псевдопервого порядка. Обычно мы сталкиваемся с реакциями, локальная скорость которых пропорциональна концентрации растворенного газа, а также зависит от концентраций других компонентов в растворе. Однако, если концентрации этих компонентов практически неизменны, то порядок реакции можно считать псевдопервым. Необходимые условия для [c.91]

Обеспечение оптимальной скорости реакции посредством отвода тепла без резких локальных подъемов температуры в значительной степени зависит от эффективности перемешивания реагентов. Нитрование в жидкой фазе проводят в системах, состоящих из органической (сырье и нитропроизводное) и неорганической (нитрующая смесь) фаз, которые очень слабо смешиваются. Нитрование протекает в обеих фазах, скорость его в кислой фазе в несколько раз больше, чем в органической. Насыщение кислой фазы органическим соединением осуществить тем легче, чем больше поверхность контакта между реагентами, это достигается эмульгированием реакционной смеси. [c.303]

Если диффундирующее вещество образуется в ходе реакции, то г отрицательна. Уравнение (1,3) представляет собой частный случай уравнения (1,4) при г = 0. Локальная скорость реакции г в [c.23]

Далее под величиной г будем понимать локальную скорость реакции компонента А в единице объема раствора в определенный момент времени. В общем случае г меняется как от точки к точке, так и во времени, вследствие соответствующих изменений концентраций А и других реагентов. [c.35]

Это уравнение означает пропорциональность скорости превращения компонента Л его локальной концентрации. Соответственно ki называется константой скорости реакции первого порядка. [c.35]

Рассмотрим одновременную абсорбцию двух газов, каждый из которых вступает в реакцию второго порядка с одним и тем же растворенным реагентом. Такой случай наблюдается, например, при абсорбции смеси СО2 и НзЗ раствором щелочи или амина. При растворении газов Л, и Лц их концентрации у поверхности А и Ли в общем случае будут различны, так же как и их коэффициенты диффузии О А, I и О А. II и константы скорости 2,1 и II взаимодействия этих газов с реагентом В. Локальные скорости реакции второго порядка будут к , аф и /гг, соответственно. Стехио- [c.55]

Таким образом, для локальной скорости реакции г можно записать [c.63]

Если в частном случае (имеющем, однако, большое значение) прямая реакция имеет первый порядок по А, то уравнение для локальной скорости реакции будет [c.67]

Пример П1-6. Бриан и др. вычислили коэффициенты ускорения при абсорбции хлора чистой водой. Локальная скорость реакции равна [c.68]

Значение pH раствора равно 9,0. Как будет показано ниже (см. раздел Х-1), локальная скорость реакции выражается уравнением [c.69]

Обычно процесс рассматривается в условиях зажигания горючей смеси при локальном ее разогреве до температуры воспламенения с последующим устойчивым горением с пламенем. Для начала быстрой высокотемпературной реакции возможен другой режим одновременное нагревание до умеренной температуры всего объема горючей смеси (горючий газ и тот или иной окислитель), заключенной внутри некоторого сосуда. По мере повышения температуры смеси в сосуде начинается реакция окисления со сравнительно небольшой скоростью. За счет выделяющегося тепла смесь разогревается, и скорость реакции увеличивается, что в свою очередь приводит к нарастающему разогреву газа. При этом скорость реакции и разогрев увеличиваются очень быстро происходит неограниченное ускорение реакции, именуемое тепловым взрывом или самовоспламенением. [c.125]

У-2-1. Пример реакции первого порядка. Рассмотрим необратимую реакцию первого порядка для оценки влияния химической реакции, пользуясь всеми тремя моделями. В этом случае локальная скорость реакции в единице объема составляет [c.110]

Для реакций первого порядка по растворенному газу, при протекании которых концентрации остальных реагирующих веществ практически постоянны (скорость обратной реакции практически одинакова во всех точках), локальная скорость реакции выражается как а — Ае), вместо кха для необратимой реакции первого порядка (см. главу И). При замене а разностью (а — А ) в уравнениях (У,28)—(У,36) для необратимой реакции первого порядка получаем следующее выражение для скорости такого процесса с обратимой реакцией псевдопервого порядка [c.127]

В общем, скорость абсорбции R является функцией концентраций Л и 5 , а также скорости реакции г. Кроме того, R зависит и от концентрации А, определяемой локальными значениями парциального давления растворяемого газа, которые в свою очередь изменяются по мере абсорбции в соответствии с уравнением материального баланса. [c.184]

Найдите выражение для локальной скорости реакции в функции от энергии активации, предэкспоненты реакции, локальной степени превращения х, теплоты реакции ДЯ, теплоемкости с, давления р и температуры на входе в реактор Тц. При решении задачи можно делать различные допущения с целью упрощения вида уравнения, однако они должны быть четко сформулированы. [c.188]

Скорость реакции, характеризующая прирост или убыль реагента в точке мембраны, очевидно, зависит от неравновесного состава / ( i, Сг,. .., Сп) и изменяется во времени и по координате. Реагенты диффундируют в мембране, причем ввиду сопряженности процессов возможно ускорение, замедление массопереноса и даже активный перенос отдельных реагентов Кинетическая модель мембранной системы, в которой исключен конвективный перенос, представляет систему одномерных нелинейных дифференциальных уравнений локального баланса массы реагентов [c.29]

Особая точка типа седло означает возможность триггерного переключения мембранных систем с одного стационарного состояния на другое с различным распределением реагентов и разными локальными значениями скоростей реакций. [c.33]

При описании макрокинетики каталитической реакции на составных зернах применяют двойную диффузионную модель, вводя отдельные эффективные коэффициенты диффузии для системы транспортных макропор и для микропор в мелких гранулах 19]. При этом сначала определяют зависимость скорости реакции в мелких гранулах от локальных концентраций реагентов в транспортных макропорах, а затем вычисляют макроскопическую скорость реакции в зерне в целом с учетом диффузионного торможения в макропорах. Описывать составное зерно как квазигомогенную среду с эффективным коэффициентом диффузии, найденным в отсутствие химической реакции, можно только в предельных случаях, когда реакция либо не тормозится диффузией в микропорах, либо протекает настолько быстро, что локализуется па внешней поверхности малых гранул. [c.102]

Когда адсорбция яда протекает медленно — его диффузия в порах не является лимитирующим фактором — концентрация яда станет постоянной по всему объему зерна. В этом случае отравление поверхности будет практически равномерным (различия локальных-значений со, появляющиеся вследствие изменения концентраций реагирующих веществ по глубине зерна, как правило, не играют заметной роли). Отравление такого типа равносильно уменьшению эффективной константы скорости к основной реакции. Так как скорость реакции во внутридиффузионном режиме пропорциональна к (и, соответственно, фактор эффективности т] А ), равномерное отравление снижает скорость реакции во внутридиффузионном режиме слабее, чем в кинетическом. Аналогичным образом воздействует на скорость основной реакции и обратимое отравление активной поверхности. В обоих случаях основная часть яда сорбируется во внутренних областях зерна, которые при переходе во внутридиффузионный режим становятся практически недоступными для реагентов. [c.147]

Отметим, что в случае единственной реакции К = 1) уравнение (IX.20) эквивалентно условию максимума скорости реакции в каждом сечении (IX.1), так что полученный выше результат для оптимальной температуры обратимой экзотермической реакции является справедливым. Если же число реакций превышает единицу, условие максимума локальной скорости образования целевого продукта, очевидно, не приводит к оптимальному решению. Заметим для дальнейшего, что дифференцирование по температуре в (IX.20) может быть заменено дифференцированием по любой величине, являющейся однозначной монотонной функцией температуры и используемой как мера последней. В качестве такой меры часто удобно использовать константу скорости одной из реакций. [c.372]

В разделе II 1.1 проведен оценочный расчет перекосов температур при до некоторой степени аналогичном процессе обжига сернистых руд цветной металлургии. Кинетика процесса при этом не рассматривалась, а теплота считалась выделяющейся равномерно вдоль всей печи. Рассмотрим схематическую одномерную модель топки кипящего слоя (рис. IV.8), считая, что подаваемый уголь беззольный и сгорает без остатка, целиком газифицируясь [149, 234]. Локальную скорость реакции будем рассчитывать по уравнению первого порядка (х) = К-у (х), где у (х) (кг/м ) — локальная концентрация горючего, а константа скорости К = [c.193]

В механике непрерывных сред точка в жидкости — это очень маленький объем в макроскопическом масштабе, но достаточно большой объем в микроскопическом масштабе, позволяющий оценивать локальные изменения температуры, скорости, концентрации и т. д. Применяя такой же подход к определению концентрации для наших систем, мы столкнемся с трудностями, поскольку, как было показано ранее, практически всегда смешение в полимерных системах осуществляется путем конвекции при отсутствии молекулярной диффузии. Согласно этому механизму процесс смешения — не что иное как объемное перераспределение одного компонента в другом. Из этого следует, что в любой точке системы согласно данному выше определению должен находиться один компонент либо дисперсионная среда, либо дисперсная фаза. Другими словами, если отсутствует молекулярная или турбулентная диффузия , то смесь в пределах точки будет полностью разделена на компоненты. Если же под концентрацией в точке понимать представительную концентрацию внутри небольшого локального объема, значительно превышающего объем предельной частицы или размеры сегрегированной области, но гораздо меньшего, чем объем исследуемой пробы (см. ниже), то можно провести анализ эффективности смешения. Разумеется, определенную таким образом концентрацию нельзя использовать для оценки, например, скорости реакции, протекающей по молекулярному механизму. В этом случае величины локальных объемов, связанных с такой точкой , гораздо меньше, чем в нашей точке . [c.185]

Концентрационные эффекты. Изменение скорости реакции с участием полимера может быть связано с изменением локальной концентрации реагирующих групп вблизи макромолекулы в рас [c.56]

Другое принципиальное отличие уравнений локальной кинетики от общеизвестных кинетических уравнений состоит в следующем. Под формальной константой скорости в уравнениях локальной кинетики нужно понимать некоторую константу, отражающую зависимость скорости реакции как от температуры так и от других возможных факторов, в частности, от скорости потока. Это и дает возможность распространить указанные уравнения на процессы, протекающие как в кинетической, так и в диффузионной областях, а, также учитывать зависимость константы скорости от величины потока, которая существует (вне зависимости от того в весовых или мольных процентах определяется концентрация) для реакций с истинным порядком, отличающимся от первого. [c.40]

На основании изложенного было сделано заключение, что вещество В не оказывает влияния на скорость реакции в рассматриваемой локальной области. Поэтому за основное реагирующее вещество можно принять вещество А, а процесс описывать уравнением кинетики первого порядка [c.175]

Локальная механохимическая активность и интегральная скорость реакции [c.61]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

Локальная скорость реакции, выраженная числом молей А, взаимодействующих за единицу времени в единице объема, составляет к2йЬ. Тогда дифференциальные уравнения процесса [c.118]

Таким образом, = к р К, и локальная скорость реакции А составляет кф — к хр) к а —р К). Дифференциальные уравнения процесса будут иметь вид [c.126]

Левая часть представляет локальную скорость реакции в пленке, а правая — локальную скорость абсорбции, причем обе отнесены к единице межфазной поверхности. Так как, в общем, и А, и Л , и В меняются от одной части колонны к другой, то справедливость условия (VIII, 13) можно проверять лишь применительно к отдельным частям аппарата. Сначала нужно определить распределение состава по высоте колонны, исходя из предположения об отсутствии реакции в пленке, а затем уже проверить это предположение для различных участков колонны. [c.187]

Быстрое движение частиц об условливает равномерное распределение температуры в слое, в результате чего устраняются локальные перегревы, имеющие место в реа.ктор.ах вытеснения с неподвижным слоем твердых частиц. Это дает существенные преимущества при проведении реакций в адиабатических условиях, когда температура процесса определяется теплотой самой реакции. В реакторе с псевдоожиженным слоем отвод тепла для снижения температуры до заданного уровня осуществить труднее, чем в реакторе с неподвижным слоем, поскольку в нем сложнее создать необходимую поверхность теплообмена без снижения эффективности псевдоожижения. Конечно, могут быть использованы раз.бавленные среды, о.днако, это может привести к снижению скорости реакции. Еще одним недостатком такого реактора является истирание катализатора, в результате которого в газовый поток попадает пыль. [c.20]

Если подынтегральная функция 1/г больше подынтегральной функции 1/Гт при опрбделенных значениях у, то аналогичное неравенство будет иметь место и для соответствующих интег1Ш10в, рассматриваемых в одинаковой области значений у. Теперь, сравнивая уравнения (5.1) и (5.3), видим, что другие возможные значения Уг будут больше значений, найденных при максимальной скорости реакции Гт для всех поперечных сечений реактора. Короче говоря, реактор имеет минимальные размеры, если Т выбирается с таким расчетом, чтобы локальная скорость реакции в любой точке системы была максимальной. [c.143]

Формула (11.3) может служить строгим определением понятия скорости реакции только в том случае, если все условия реакции постоянны во всем объеме реакционной зоны V. Если же температура и концентрации реагентов различны в разных точках реакционного объема, формула (И-3) определяет. тишь среднюю скорость реакции в объеме V. Определение локальной скорости, т. е. истинной скорости реакции в данной точке, получаем, заменяя V в уравнении (П.З) малым объемом А7, внутри которого все условия реакции можно считать постоянными. Формула (И.4) определяет локальную скорость реакции, протекающей при постоянном объеме, если иод С,, понимать концентрацию -го вещества в данной точке. В дальнейшем во всех случаях, когда условия в реакционной е неоднородны, будем пользоваться только понятием лОкальнои скорости реакции. [c.62]

Как уже указывалось, процессы массопередачи и химической реакции не являются полностью независимыми. Поэтому в случае неравнодоступной поверхности нельзя вычислять макроскопическую скорость гетерогенного процесса, просто приравнивая величину q [см. уравнение (111.12)] к скорости реакции на активной поверхности. Так как локальная скорость массопередачи к различным участкам поверхности неодинакова, при этом возникает тем большая ошибка, чем больше перепад концентрации реагента вдоль активной поверхности. К счастью, в наиболее важном для технологии случае.— в случае процессов, протекающих в зернистом слое катализатора, поверхность твердых частиц можно, по-видимому, с достаточной степенью точности считать равнодоступной в диффузионном отношении. Эксперименты по определению р в зернистом слое [16] показывают, что локальные значения изменяются вдоль поверхности довольно нерегулярно, оставаясь, однако,,величинами одного порядка. Исключение составляют небольшие участки близ точек соприкосновения твердых частиц, практически не участвующие в процессе из-за очень медленного подвода к ним реагентов. Приближение равнодоступной поверхности [1 ] приводит к единственному практически приемлемому методу расчета процессов в зернистом слое, и мы будем в дальнейшем широко им пользоваться. [c.105]

Концентрация на входе у (0) близка к той Уо. которая была бы в отсутствие горения, а на выходе у (1) понижается всего на 1%, т. е. 99% подаваемого горючего проходит через аппарат, не прореагировав вовсе. Вариант рис. IV. 10, б соответствует более быстрому сгоранию, но еще при достаточно интенсивном перемешивании. Здесь средняя концентрация горючего внутри аппарата почти постоянная и на выходе составляет 16,5% от подаваемой. Скорость реакции W = Ку вдоль топки почти не меняется и следует ожидать отрицательного перекоса температур на входе А0<О в месте подачи холодного материала. Наконец, при М = 500 и РерМ = 10 (рис. IV. 10, в) концентрация горючего в аппарате менее 0,5%, а скорость сгорания у места загрузки раз в 6 выше, чем около выгрузки. В этом случае можно уже ожидать положительный перекос температуры при > = О вследствие быстрого сгорания и сильного локального тепловыделения. На рис. IV.II показаны распределения температуры вдоль топки в предельных случаях РврМ = =5 О и РврМ оо.. [c.197]

Реакционные смеси твердых веществ обычно имеют небольшую теплоемкость и теплопроводность, и это может привести к значительным локальным разогревай, особенно если реакция экзотермическая. Сильное изменение температуры реакционной смеси может вызвать замену одной лимитирующей стадии процесса (например, диффузионной) другой (например, кинетической). Это повлияет не только на абсолютную величину скорости процесса, но и на его кинетическую характеристику. На рис. 16.4 показаны характерные кривые зависимости коэффициента скорости процесса от температуры. Когда процесс лимитируется химической кинетикой — коэффициент скорости реакции К пропорционален ехр [— /(/ Т) ],—типична кривая 1, для диффузионной кинетики (/С Г) — кривая 2. Кривая 3 характерна для более сложного случая, когда с изменением температуры процесс г остепенно переходит из кинетической области в диффузионную кривая 4 — для резкого перехода процесса из диффузионной области в кинетическую. Последний случай может наблюдаться, например, когда повышение температуры приводит к появлению жидкой фазы, что вызовет резкое уменьшение диффузионного сопротивления. [c.350]

Значительный прогресс в понимании особых классов реакционных сетей был достигнут другими исследователями. Ранняя попытка получить глобальные результаты для открытой системы с идеальной кинетикой действующих масс была предпринята Широм [17]. Однако, как отмечено Хиггинсом [6], Я-функция Шира, которая фактически характеризует термодинамическую возможность системы достичь предполагаемого стационарного состояния, не является для всех систем функцией Ляпунова, как это утверждал. Шир. В статье, явившейся поворотной вехой, Хорн и Джексон [9] показали, что, если строго положительное стационарное состояние существует, возможность достижения его характеризуется локальной функцией Ляпунова в том случае, когда поток для стационарного состояния уравновешен. Если можно также установить, что на границах симплекса равновесия отсутствуют, и если точка равновесия находится во внутренней области симплекса, то она единственная и глобально устойчива. Наша формулировка первоначально мотивировалась стремлением распространить эти результаты на системы с кинетическим законом действующих масс в общем случае неидеальных растворов и определить другие классы систем, для которых могут быть сделаны аналогичные выводы. Примеры трудностей, возникающих в случае неидеальных систем, указаны в работе Отмерз [14]. Результаты предшествующего раздела дают представление о том, как могут быть рассмотрены другие классы систем и кинетические уравнения для скорости реакции. [c.347]

Атом брома в этом соединении совершенно инертен по отношению к действию нуклеофильных агентов. Атака сзади по механизму затруднена стерическими факторами, поскольку молекула имеет форму клетки, а для образования переходного состояния, в котором с атомом углерода должны быть связаны три замещающие группы, требуется, чтобы эти группы прошли через копланарное расположение, что невозможно, так как атом углерода жестко связан со стоящими при нем заместителями. Атака по механизму также затруднена, так как карбониевый ион, который должен образоваться в результате ионизации, не может быть стабилизован из-за невозможности копланарного расположения заместителей, а следовательно, и невозможности делокализации заряда между ними (см. стр. 121), и карбониевый ион действительно не образуется. Это соединение существенно отличается от РЬзСВг, в котором локальное окружение связи С—Вг аналогично, но помехи для ионизации отсутствуют было показано, что скорости реакций в одних и тех же условиях для этих двух соединений различаются приблизительно в 10 раз [c.101]

На реакционную способность графита существенное влияние оказывает наличие примесей, которые могут служить катализаторами процесса окисления. Особенно сильное влияние оказывают примеси некоторых металлов, например, железо, медь, ванадий, натрий [18, с. 134—137]. Окисление в присутствии примесей имеет локальный характер, а с уменьшением содержания примесей становится более равномерным. Удаление примесей из графита, например нагревом в вакууме при 3000 °С сужает разброс значений скоростей реакции окисления графита различных марок, плотность которых находилась в интервале 1,37-1,80 г/см . Области, в крторых проходит усиленное окисление, определены методами авторадиографии и рентгенографии как области с повышенным содержанием металлических примесей. Повышение скорости окисления может происходить при содержании чрезвычайно малых количеств примесей [18, с. 134-137]. [c.123]

Формула (92) остается неопределенной пока точно не установлено, при каких значениях температуры, давления и состава смеси должна вычисляться функция скорости реакции со. В качестве значений давления и состава разумно выбрать давление р в окружающей среде и начальные значения массовых долей Так как основные изменения профиля температуры (например, развитие локального лшксимума температуры) в большей части зоны формирования пламени происходят достаточно глубоко внутри горячего инертного потока, то наиболее оправданным значением температуры в выражении для со в формуле (92) является значение Т . Таким образом, конкретизация функции со как функции со = со Т , р, У , 1) приводит к однозначному определению правой части в формуле (92). Например, в случае мономолекулярной реакции Р- Р с учетом соотношений (1.8) и (1.43) формула (92) принимает вид [c.428]

Изменение локальной концентрации реагируюишх групп вблизи макромолекулы в растворе по срайнению со средней концентрацией в объеме и связанное с этим изменение скорости реакции. [c.158]