Реакции синтеза н разложения аммиака

Но если считать, что реакция синтеза (разложения) аммиака идет именно на атомах, возле которых локализовано три неспаренных -электрона, то не вполне ясно, почему активность кобальта в этой реакции ниже или во всяком случае не выше активности железа [3, 11]. Ведь в кристалле кобальта атомов, содержащих три неспаренных -электрона, больше, чем в кристалле железа,— примерно 35%. [c.198]

Реакция синтеза аммиака из Нз и N3 также имеет несколько большую начальную тенденцию к протеканию, чем обратная реакция разложения аммиака. Другими словами, реакция (16-1) обладает большей движущей силой, чем реакция (16-2) [c.51]

Но по мере накопления NH3 и уменьшения исходного количества Нз и N3 синтез аммиака замедляется, а его разложение ускоряется. Аммиак разлагается тем быстрее, чем больше его имеется в наличии. При определенной концентрации Н3, N3 и NH3 прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью, т.е. аммиак образуется точно с той же скоростью, с какой он разлагается. Хотя на молекулярном уровне синтез и разложение аммиака продолжаются, никаких видимых изменений в газовой смеси не происходит. Создается такое впечатление, что в газе прекратились всякие [c.51]

По аналогии с хемосорбцией удельная активность увеличивается справа налево в каждом длинном периоде. Эта разница относительно мала между элементами групп 1Б и ПБ, но резко возрастает между группами 1Б и УИ1. Для гидрирования наиболее ненасыщенных молекул (за исключением азота) существует максимум активности в группе УП1 или в триадах N1, Рс1, или Со, КЬ, 1г. Активность в реакции синтеза аммиака равна нулю в правой стороне группы УП1 и увеличивается монотонно при движении влево в этой группе, становясь значительной за кобальтом и его аналогами. Си, Ag и Аи боле активны, чем N1, Рс1 и Р1, только при разложении перекиси водорода. Очевидно, что в кислотной среде могут быть применены только благородные металлы. [c.24]

Рассчитайте АС° реакции и константу равновесия при 298 К и 630° С, Каковы условия наиболее полного и наименее полного разложения аммиака на простые вещества То же самое предскажите и для синтеза аммиака, [c.262]

Впервые реакция разложения аммиака в присутствии железа была открыта в начале XIX в. Впоследствии значительное внимание было уделено реакции синтеза аммиака из-за ее большого значения в проблеме связывания атмосферного азота, а реакция диссоциации аммиака была изучена гораздо меньше. [c.359]

Уже в 1931 г. было предположено [15], что медленной стадией при разложении аммиака может быть десорбция атомов азота. В последующем десятилетии очень детальное изучение синтеза и разложения аммиака в условиях, применяемых в промышленности, и в особенности работы, проведенные под руководством Темкина, Брунауэра и Эммета, Франкенбурга и X. С. Тэйлора, показали, что скорость адсорбции азота определяет скорость синтеза, а скорость его десорбции — скорость разложения аммиака. Недавно опубликованы превосходные обзоры [16, 17] этих исследований, в которых обращено большое внимание на разнообразие методов, использованных для получения данных по кинетике названных реакций. Для доказательства того, что поверхностные реакции протекают быстро, были использованы меченые атомы [18. Измерение поверхности катализаторов [19] сделало возможным более прямое сопоставление скоростей реакций на различных катализаторах. Было проведено также тщательное сравнение [20—22] скоростей адсорбции со скоростями реакций. При изучении хемосорбции частиц каждого типа на основе полученных результатов были проверены различные изотермы. Массивные катализаторы и их поверхности исследовали рентгенографически, пытаясь связать [16] каталитическую активность с кристаллической структурой . Рентгенографию и измерение величины удельной поверх- [c.244]

Кинетика и механизм этой реакции будут рассмотрены несколько подробнее, так как теория синтеза и разложения аммиака, развитая в работах М. И. Темкина с сотрудниками [104, 124, 138, 336, 436—438, 492, 523, 525, 757], явилась первым практическим применением и успехом теории процессов на неоднородных поверхностях. [c.214]

Как показывает совокупность экспериментальных данных, скорость реакции синтеза аммиака определяется скоростью химической адсорбции азота, а скорость разложения аммиака — скоростью десорбции азота (если система не очень сильно удалена от равновесия). [c.214]

Адсорбция водорода на железе и других катализаторах протекает быстро при низких температурах [55, 77, 81, 528—533], когда реакция синтеза и разложения аммиака еще не идет. При высоких температурах (400° С и выше) адсорбция водорода на железе и некоторых других катализаторах незначительна, хотя, например, на рутении — велика [320]. [c.215]

Скорость адсорбции азота близка к скорости реакции синтеза аммиака, а скорость десорбции — К скорости разложения аммиака на железо [421, 448, 534, 535, 537, 1153]. [c.215]

T. e. порядок реакции разложения аммиака должен быть нулевым. Такой порядок реакции разложения аммиака на вольфраме, железе, молибдене, осмии действительно наблюдался при высоких температурах в ряде работ 63—570], объяснение чего было дано в работе ( 138]. В процессе синтеза и разложения аммиака получается своеобразная картина возрастания степени покрытия поверхности азотом с увеличением температуры. Это объясняется тем, что степень покрытия определяется величиной Pn выражаемой условием адсорбционно-химического равновесия (V.246). Так как реакция (V.239) является экзотермической, с увеличением температуры ее равновесие сдвигается влево, константа равновесия уменьшается, что вызывает, согласно уравнению (V.246), возрастание величины pn,- Вопрос об изменении порядка реакции синтеза и разложения аммиака подробно проанализирован в работе [138], в которой были указаны направления изменения порядка реакции. [c.218]

Уравнение (V.247) выполняется в очень широком интервале давлений — опыты проводились от нескольких сот мм рт. ст. до 500 атм. Это одно из наиболее проверенных и подтвержденных уравнений кинетики каталитических процессов. Вряд ли можно найти другой процесс, механизм и кинетика которого были столь всесторонне исследованы. Разумеется, это не значит, что теория синтеза и разложения аммиака не нуждается в дальнейшем развитии и уточнении. Существенное значение для дальнейшего развития теории имеют вопросы, связанные с изменением величин показателей степени в уравнении в зависимости от генезиса катализатора, границы изменений механизма реакции и степеней покрытия поверхности и т. п. [c.222]

Реакция синтеза и разложения аммиака. Аналогичным путем из уравнения (VI.6) и конкретных выражений для скорости адсорбции и десорбции одного вещества (111.234) и (111.235) можем получить уравнение кинетики синтеза и разложения аммиака [c.254]

Примером этого является реакция синтеза и разложения аммиака при сильной адсорбции водорода (на рутениевом катализаторе). Скорость процесса выражается уравнением (V.252), в котором константа скорости прямой реакции определяется соотношением [437] [c.305]

Хотя результаты [555] критикуются в работе [552, 553] с точки зрения расчетов констант скорости реакции (на что дается ответ в статье [556], оспариваемый в статье [554]), по-видимому, колебания активности и трудности кинетических измерений вблизи равновесия и приводят к неопределенным и противоречивым результатам. Более правильным, вероятно, является значение ni= 1, как следует из совокупности опытных данных по кинетике и механизму синтеза и разложения аммиака. [c.348]

Вычислим эту температуру, считая, что процесс ведется при оптимальной температуре для данного состава смеси на выходе. Согласно кинетическим данным для реакции синтеза и разложения аммиака на [c.435]

Разложение аммиака часто применяется для изучения механизма обратной ей важной промышленной реакции синтеза аммиака на металлах. Как известно, синтез аммиака происходит на железном катализаторе (электронная структура 3 i 4s ). Возникает вопрос, сохраняются ли особые свойства конфигурации в бинарных соединениях. Фосфиды и нитриды переходных металлов, на которых изучалось разложение NHg [432, 433], также имеют металлическую проводимость. На -уровнях металла в них обычно находится больше электронов, чем в чистом металле. Для некоторых из них, например, нитридов Ti, Сг, Мп, есть основания говорить о присутствии значительной ионной компоненты связи [408—411]. Параметры решеток этих веществ (см. Приложение) довольно близки друг к другу. [c.131]

Расчет показывает, что скорость разложения аммиака на дважды промотированном катализаторе в 10 раз превышает скорость обмена. Энергия активации процесса разложения аммиака, по данным различных исследователей, составляет при постоянной летучести азота от 31 до 44 ккал моль. Экспериментально найденная энергия активации обмена не выпадает из этих пределов. Кинетика реакции изотопного обмена также неплохо согласуется с известным уравнением Темкина—Пыжева. Увеличенную скорость синтеза по сравнению со скоростью обмена можно объяснить лишь малой скоростью поверхностной миграции атомов азота на катализаторе с данным содержанием промоторов. [c.197]

В противоположность этому на никеле при 450° скорость обмена в 17 раз превышает скорость разложения аммиака при равной степени покрытия поверхности азотом. Если принять, что и для никеля синтез КНз и обмен азота протекают через общую стадию хемосорбции азота в атомарной форме, то надо заключить, что на никеле лимитирующим этапом синтеза является не хемосорбция азота, а гидрирование адсорбированного азота. Этот вывод, однако, противоречит высокой активности никеля в отношении других реакций гидрирования. [c.197]

В последнее время показано, что между катализатором и реагирующей молекулой, подобно структурному, должно существовать энергетическое соответствие. Оно может играть решающую роль для некоторых бесструктурных реакций. Так, например, Темкин и Киперман установили, что механизм реакции синтеза и разложения аммиака на различных катализаторах одинаков. Энергия активации процесса разложения на катализаторах Ре, Мо, , и, Се, Мп, Оз, Ки, Си, Р1 колеблется в узких пределах от 40 000 до 46 ООО ккал/моль. Различия в активности катализаторов обусловливаются в первую очередь величиной поверхности, т. е. числом активных центров. [c.158]

Аналогичное уравнение было предложено Беккером [51, 77] для синтеза озона на основании эмпирической линейной зависимости энергетического выхода озона от концентрации. Оно применимо также и к некоторым реакциям в других формах разряда, например к разложению [78] и синтезу [79] аммиака в тлеющем разряде. Оказалось, что для описания некоторых реакций применимы, примерно с равной степенью точности, оба уравнения (26) и (29). Это связано с двумя причинами. [c.100]

Интересна аналогия между действием энергетических катализаторов при реакциях в разрядах и действием сенсибилизаторов в фотохимических реакциях. Так, сенсибилизирующее действие паров ртути было также установлено в реакциях фотохимического крекинга углеводородов [144] и разложения аммиака [145, 146]. Образования аммиака при освещении чистой смеси дзота с водородом ультрафиолетовым светом вообще не наблюдается [147]. Если же к смеси добавить пары ртути, то аммиак образуется [148]. Таким образом, активное участие молекул азота в синтезе озона может также сводиться к передаче при ударах П рода энергии электронного возбуждения на колебательное возбуждение молекул кислорода. Вероятность этого процесса подтверждается спектроскопическим исследованием тушащего действия кислорода на излучение азота [86]. [c.126]

Теория дает методы расчета скоростей реакций в отдельных порах без учета и с учетом перепада давления в реакторе, а также методы расчета скоростей реакций на катализаторах, применяемых в практике каталитического крекинга, синтеза и разложения аммиака, гидрирования. [c.168]

В этом плане в нашей лаборатории изучается связь между активностью и электронным строением катализаторов металлов и сплавов, осажденных и плавленых железных промоти-рованных контактов. Наблюдается параллелизм, определенная корреляция между активностью и количеством неспаренных электронов в -зоне и контактной разностью потенциалов железа, кобальта, никеля и их сплавов при протекании реакции разложения аммиака [47]. Изучается действие ионизирующего излучения на формирование активных катализаторов, а также на протекание каталитического синтеза аммиака. [c.25]

Имевшиеся ранее данные по активности некоторых переходных металлов в реакции синтеза (разложения) аммиака с определенной степенью приближения можно было интерпретировать с точки зрения влияния на ход этой реакции количества неспарепных -электронов на 1 атом катализатора. По представлениям Д. Даудена [1], например, изменение числа неспаренных й-электронов в катализаторе влияет на протекание реакций, лимитирующая стадия которых состоит в образовании (разрыве) ковалентной связи между одним из реагентов и поверхностью катализатора. [c.193]

В отличие от синтеза озона синтез аммиака является экзотермической реакцией ( /2N2 -Ь + / зНз КНз + 11,0 ккал). Однако вследствие необходимоспг активации осуществление этой реакции также сопряжено с затратой энергии, что в равной мере отпосится как к термической реакции, так и к реакции, проводимой в электрическом разряде. Основные особенности этих процессов были описаны в работе [141]. Выло показано, что в зависимости от типа разряда и условий проведения реакции устанавливается определенный продол реакции. Так, было найдено, что при проведении этой реакции в безэлектродном разряде достигается предельная концентрация аммиака 36%, а в тлеющем разряде при вымораживании аммиака жидким воздухом — 98%. Эти данные свидетельствуют о наличии обратной реакции разложения КПз, идущей параллельно с прямой реакции синтеза. ]Выход аммиака обычно составляет несколько грамм на киловатт-час, изменяясь с изменением условий и типа разряда в пределах от десятых гра.м.ма до величины порядка 10 г. Укажем также, что при проведении реакции в тлеющем разряде было установлено различное действие отдельных частей )азряда. [c.180]

В отличие от синтеза озона синтез аммиака является экзотермической реакцией (V2 N3 /а Ha- NHg -f 11,0 ккая). Однако вследствие, необходимости активации осуществление этой реакции также сопряжено с затратой энергии, что в равной мере относится как к термической реакции, так и к реакции, проводимой в электрическом разряде. Исследованию последней реакции посвящено много работ Г378]. Было показано, что в зависимости от типа разряда и условий проведения реакции устанавливается определенный предел реакции. Так, было найдено, что при проведении этой реакции в искровом разряде пределу реакции отвечает 3 % аммиака, в коронном разряде предельная концентрация аммиака для стехиометрической смеси составляет 4,1%, в тлеющем разряде — 6%. Далее, в безэлектродном разряде была достигнута предельная концентрация аммиака 36 %, а в тлеющем разряде при вымораживании аммиака жидким воздухом —98%. Этй данные свидетельствуют о наличии обратной реакции разложения NH3, идущей параллельно с прямой реакцией синтеза. Выход аммиака обычно составляет несколько г амм на киловатт-час, изменяясь с изменением условий и типа разряда в пределах от десятых долей грамма до величины порядка 10 г. Наибольший Выход был пол гчен В случае тихого разряда (8,2 г1квт-ч), что нужно приписать более высокому давлению. Был измерен также выход аммиака, получающегося при бомбардировке смеси азота и водорода электронами заданных энергий. Так, при энергии электронов 25 эв на пять электронов приходится одна молекула NH3, что отвечает выходу в 5,1 г1квт-ч. Укажем также, что при проведении рекций в тлеющем разряде было установлено [c.355]

Регенерация контактных масс столь же специфична, как и их отравление. Из возможных путей восстановления активности контактных масс наиболее существенными являются следующие [30]. Во-первых, летучий яд может быть удален с поверхности катализатора током чистого газа, жидкости или повыщением темйера-туры. Так, в реакции синтеза аммиака на железном катализаторе кислород и его соединения (НгО, СО) отравляют катализатор обратимо при действии очищенной смеси N2 + Нг яд вытесняется с активных центров и отравление снимается. Во-вторых, при химическом взаимодействии с реагентами яд может перейти в нетоксическую, слабо адсорбированную форму. Например, при разложении НгОг восстановление активности платины, отравленной окисью углерода, происходит выделяющимся при реакции кислородом, который окисляет адсорбированную СО до СОг. [c.69]

Рассчитаем в качестве.примера константы равновесия как функции температуры для двух реакций — синтеза аммиака из азота и водорода и разложения a Oi на СаО и СО2. [c.222]

Равновесие N2 (г) + ЗН2 (г) ч=ь2МНз (г) + 22,08 ктл при повышении температуры смещается влево, при понижении — вправо. Повышение давления благоприятствует образованию веществ, занимающих в данных условиях меньший объем. Понижение давления действует в противоположном направлении. Поэтому увеличение давления при синтезе аммиака сдвигает равновесие вправо, так как при образовании ЫНз число молекул газа уменьшается вдвое, что уменьшает объем системы. Понижение давления способствует разложению аммиака. Синтез ЫНз возможен в стандартных условиях, так как А = —3,98 ккал/моль. Но при такой температуре процесс очень замедлен. Повышение температуры ускоряет процесс, но сдвигает равновесие влево уже при 600—700 С и при 1 атм он становится в прямом направлении невозможным. Повышение давления до нескольких сот атмосфер делает эту реакцию возможной при указанной температуре, чем и пользуются в промышленном синтезе аммиака, вводя еще катализаторы для ускорения процесса. [c.30]

Задача 0-80. В промышленности мочевину (полный амид угольной кислоты) получают по реакции Базарова из аммиака и углекислого газа. Какую массу мочевины можно получить из аммиака, синтезированного с выходом 60% из 7 м (н. у.) азотоводородной смеси с объемным соотношением азота и водорода 1 4, и згглекислого газа, выделившегося при термическом разложении 4 кг известняка с массовой долей примесей, которые не разлагаются при прокаливании, 5% Считать, что все реакции, кроме синтеза аммиака, протекают количественно. [c.141]

Почему в процессе синтеза (NH4)2HP 4 необходимо прибавлять аммиак до щелочной реакции Какой продукт может образоваться при недостатке аммиака 2. Каким образом НР04 можно перевести в РО4 3. Какая химическая связь разрушает-ется при термическом разложении (NH4)2HP04 Составьте реакцию термического разложения этой соли. [c.223]

Основным методом синтеза катализаторов для суспензионной полимеризации являются реакции в жидком аммиаке как наиболее универсальный способ получения органических производных щелочноземельных металлов [126]. Так, в частности, синтезируют алкоголяты и амидалкоголяты металлов, яв.ляющиеся активными катализаторами по.лимеризацип окиси этилена [127]. Способ обладает рядом преимуществ перед прямым синтезом алкоголятов пз спиртов, однако и он не приводит к абсолютно чистым и однородным продуктам, так как разложение гексааммиаката металла в растворе до амида всегда сопутствует основному процессу. Гексаамхмиакаты и амиды металлов также активны при полимеризации окиси этилена [128]. Все эти ката.лизаторы дополнительно активируются такими добавками, как нитрилы, сульфоксиды, трифенилметан, флуорен и рядом других, позволяющими одновременно регулировать молекулярную массу полимера [3, 129]. [c.264]

Рис. 70. Достижение состояния равновесия в реакции синтеза и разложения аммиака (N2 + ЗН 2ЫНа)

Для реакции синтеза (или же разложения) аммиака изменение числа неснаренных -электронов может повлиять па скорость адсорбции (десорбции) азота с поверхности катализатора — стадии, лимитирующей скорость процесса. [c.193]

Промоторы можно разделить на две основные группы структурообразующие и модифицирующие. Структурообразующие промоторы действуют в относительно больших концентрациягч. Так, гидрирование фенола в циклогексанол над никелем идет лучше в присутствии 20% раствора соды разложение перекиси водорода над окисью железа идет с максимальной скоростью при добавке 2% окиси алюминия, добавление нескольких процентов АЬОз к Рез04 увеличивает после восстановления железа активность этого катализатора в реакции синтеза аммиака почти [c.220]

Как уже рассматривалось, протекание реакции в той или иной области покрытия поверхности катализатора зависит от соотношения произведения aip и 1. Приаур/< 1 реакция идет в области малых покрытий, при ajpj, сравнимом с единицей, — в области средних заполнений и при а/р/ 1 — в области насыщений. Переход реакции из одной области покрытий поверхности катализатора в другую зависит поэтому от воздействия параметров процесса на а/ и р/. Как видно из уравнения (111.47), с увеличением температуры величина адсорбционного коэффициента уменьшается. Если при этом летучесть адсорбированного слоя изменяется незначительно, то с повышением температуры реакция должна переходить в область Генри. Однако летучесть ад горбированного слоя может изменяться и в противоположном направлении. Так, если величина р,- определяется условием адсорб-ционно-химического равновесия быстрых стадий, то она пропорциональна значению константы равновесия К (или 1//С). Поэтому характер температурной зависимости К будет определять направление изменений р, с повышением температуры. Если р/ будет увеличиваться с температурой значительно больше, чем уменьшается а/, возможен переход реакции из области средних заполнений при повышении температуры в область больших заполнений поверхности катализатора. Последнее может иметь место для реакции синтеза и разложения аммиака, где в результате повышения температуры возможен переход от средних заполнений поверхности катализаторов к большим заполнениям, а при снижении температуры — переход в область малых заполнений поверхности катализатора [138, 493, 494]. [c.164]

Для ряда катализаторов (Ре, МозЫ, , Р1, Оз, Мп, Се, и, Р(1, Си) синтеза или разложения аммиака показатель степени а близок к 0,5 [138], хотя на тех же катализаторах при изменении условий осуществления реакции он может стать иным. [c.217]

Вопрос о недостаточности знания кинетического уравнения прямой реакции для написания уравнения обратной реакции был впервые поставлен М. И. Темкиным и В. М. Пышевым [104] на примере реакции синтеза аммиака. В данном случае проблема заключалась в том, что требовалось определить, возможно ли на основании уравнения кинетики разложения аммиака (V.8) [c.320]

В нашей лаборатории была исследована каталитическая активность ряда металло В 4-го периода и групп VIH и 1В других периодов в отношении реакций изотопного обмена в молекулярном водороде [14], взаимодействия водорода и кцслорода [15], синтеза и разложения аммиака [16] и изотопного обмена в молекулярном азоте (см. стр. 192 наст. сб.). [c.134]

Кинетическое уравнение для обратной реакции (разложения аммиака). Л/ = к можно получить иным путем - на основании кинетического уравнения для пряглого процесса синтеза аммиака и выражения для константы равновесия суммарного процесса. [c.145]

Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций (1964) -- [ c.170 , c.214 , c.222 , c.228 , c.229 , c.245 , c.246 , c.254 , c.257 , c.258 , c.298 , c.303 , c.305 , c.307 , c.309 , c.312 , c.320 , c.321 , c.325 , c.327 , c.331 , c.333 , c.338 , c.339 , c.348 , c.367 , c.367 , c.368 , c.368 , c.411 , c.411 , c.413 , c.413 , c.416 , c.416 , c.428 , c.428 , c.429 , c.429 , c.434 , c.435 , c.437 , c.453 , c.454 , c.456 , c.462 , c.479 , c.521 , c.522 , c.531 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология