Цепные реакции, константы скорости

В отличие от обычных мономолекулярных реакций константы скорости крекинга газообразных парафиновых углеводородов (144, 145, 146, 152) несколько увеличиваются при увеличении парциального давления углеводорода в изученных пределах от 50 до 600 мм. Это явление также следует объяснить, повидимому, наличием цепных реакций. [c.29]

Обрыв цепи соответствует исчезновению активных частиц. Потеря активности частицами может происходить при адсорбции частиц стенками сосуда, при столкновении двух активных частиц с третьей, называемой ингибитором, которой активные частицы отдают избыточную энергию. Поэтому для цепных реакций характерна зависимость их скорости от размеров, формы и материала реакционного сосуда от наличия посторонних инертных веществ, от давления или концентрации реагирующих веществ, температуры и других факторов. Скорость цепных реакций определяется скоростью наиболее медленной стадии, т. е. скоростью зарождения цепи. Для неразветвленных цепей, в которых каждая активная частица дает начало одной цепи, остаются справедливыми обычные уравнения химической кинетики с константой скорости, увеличенной в V раз (V—длина цепи). [c.275]

Фотохимическое инициирование часто используют для нахождения величины ко, применяя метод прерывистого освещения. Обрыв цепи можно вызвать, если вводить в систему некоторые валентно-насыщенные соединения. Они реагируют с активными свободными радикалами, ведущими процесс, и образуют радикалы, не способные продолл ать реакционную полимерную цепь. Такие соединения называются ингибиторами цепных реакций. Определяя скорость расходования ингибитора, можно найти константу скорости реакции инициирования полимеризации. Располагая значениями констант ки и ка, по уравнениям (7), (9) и (И) можно найти константу скорости роста цепи кр. [c.528]

III. Образование и распад окиси азота следует цепному механизму. Константы скоростей этих реакций изучены при невысоких температурах (до 5 тыс. градусов см. [2]). [c.53]

Скорость простых цепных реакций обычно подчиняется простым кинетическим уравнениям, но часто из-за больших значений длины цепи константы скорости таких реакций имеют аномально высокое значенне. [c.208]

В отличие от радикально-цепной полимеризации константа скорости реакции инициирования в ионных процессах часто выше константы скорости роста ( мгновенное инициирование ), а число одновременно возникших активных центров приближается к концентрации катализатора, т. е. в 10 —10 раз выше, чем концентрация одновременно существующих радикалов в радикально-цепной полимеризации. [c.123]

Таким образом,находим, что цепной процесс распада этана описывается кинетическим уравнением первого порядка. Оно отличается от уравнения формальной кинетики для мономолекуляр — ной необратимой реакции тем, что кажущаяся константа скорости (К ) пиролиза этана является функцией констант отдельных элементарных реакций этого процесса. [c.30]

Стационарное состояние в цепной реакции не достигается мгновенно. Для этого требуется определенное время, которое может быть рассчитано из кинетического механизма, если известны индивидуальные константы скорости для реакций обрыва и инициирования. Бенсон [19] рассчитал для гомогенной цепной системы, отвечающей случаю 1, время 4, необходимое для достижения некоторой доли а стационарной концентрации X, и долю реакции Ра, протекающей за это время. Для термического инициирования ta дается выражением [c.295]

Свойства карбоний-ионов. Свободные карбоний-ионы являются высокоактивными частицами, вступающими в реакции с очень большой скоростью. Для некоторых реакций, могущих протекать как по радикально-цепному, так и по карбоний-ионному механизму, активность карбоний-ионов может быть сравнена с активностью радикалов. Так, при полимеризации стирола по радикальному механизму при 20°С константа скорости продолжения цепи равна 35 л-моль- -с , энергия активации продолжения цепи 32,7 кДж/моль (7,8 ккал/моль). Полимеризация стирола на свободных катионах проходит с константой скорости продолжения цепи 35-10 л моль- с- при 15°С и энергией активации 8,4 кДж/моль (2 ккал/моль). Константа скорости присоединения карбоний-иона к молекуле стирола на пять порядков больше, чем для радикала. Карбоний-ионы, как и радикалы, подвергаются мономолекулярному распаду и бимолекулярным реакциям замещения и присоединения. Существенным отличием в химических свойствах карбоний-ионов от свойств радикалов является способность первых с большой скоростью изомеризоваться. Изомеризация карбоний-ионов может проходить в результате переноса как гидрид-иона, так и карбоний-ионов. [c.164]

Если считать, что в рассматриваемой системе преобладает гомогенный механизм зарождения цепей, и допустить, что в начальной стадии окисления скорость процесса определяется наиболее медленной элементарной реакцией — зарождения цепей, то согласно [24], активированный комплекс этой реакции (рис. 2.1,6) можно рассматривать в качестве сольватированного комплекса, и в этом случае для константы скорости реакции (О ) в схеме цепного окисления справедливо уравнение [c.33]

Формально результат воздействия обратной связи на ход каталитического процеса в математических моделях автоколебаний учитывается различными путями. В основу гетерогенно-каталитических моделей обычно полагается механизм Лэнгмюра—Хиншельвуда с учетом формального отражения а) зависимости констант скорости отдельных стадий реакции от степеней покрытия адсорбированными реагентами [93—98] б) конкуренции стадий адсорбции реагирующих веществ [99—103] в) изменения во времени поверхностной концентрации неактивной примеси или буфера [104—107] г) участия в стадии взаимодействия двух свободных мест [108] д) циклических взаимных переходов механизмов реакции [109], фазовой структуры поверхности [110] е) перегрева тонкого слоя поверхностности катализатора [100] ж) островко-вой адсорбции с образованием диссипативных структур [111, 112]. К этому следует добавить модели с учетом разветвленных поверхностных [113] гетерогенно-гомогенных цепных реакций [114, 115], а также ряд моделей, принимающих во внимание динамическое поведение реактора идеального смешения [116], процессы внешне-[117] и внутридиффузионного тепло-и массопереноса I118—120] и поверхностной диффузии реагентов [121], которые в определенных условиях могут приводить к автоколебаниям скорости реакции. [c.315]

В данной работе следует изучить кинетику цепной реакции в растворе по скорости газовыделения п определить константу нарастания скорости реакции. [c.392]

Полученное кинетическое уравнение по виду точно совпадает с найденным экспериментально, причем экспериментальные константы скорости связаны с константами скорости отдельных стадий цепной реакции соотношениями [c.388]

Полученные данные показывают, что термическая цис-транс-изомеризация протекает в газовой фазе и не является цепным процессом. Однако эксперименты [2, 3, 6] трудно согласовать и с представлениями о радикальном механизме [1]. Так, увеличение поверхности, введение инертного разбавителя (азот), донора радикалов (азометан) и акцептора- радикалов (пропилен) слабо сказываются на скорости основной реакции, хотя при этом меняются скорости образования радикалов и их концентрация в системе. Что касается побочных процессов, то они, очевидно, являются реакциями термического превращения бутенов, протекающими по радикальному механизму. Естественно поэтому влияние на их скорость увеличения поверхности (это способствует гибели радикалов), добавления доноров и акцепторов радикалов. Вместе с тем установлено [2, 3], что определенная для реакции первого порядка константа скорости меняется с начальным давлением исходного вещества [c.53]

Скорость зарождения цепи г о пропорциональна концентрации lj Ло = йо С ,- Константа скорости реакции зависит от интенсивности освещения. Далее начинается цепная реакция [c.605]

Теория кинетики цепных реакций разработана Н. Н. Семеновым. Аналитическое решение систем уравнений, описывающих кинетику цепных реакций, не всегда возможно. Поэтому определение констант скоростей отдельных реакций следует делать на ЭВМ. В качестве примера цепной реакции с разветвляющейся цепью рассмотрим взаимодействие водорода с кислородом [c.608]

Из цепного механизма крекинга парафиновых углеводородов следует, что образующиеся олефины должны иметь двойную связь в. а-положении, что в действительности и наблюдается. Сложнее кинетика крекинга парафиновых углеводородов. Для парафинов Сз —С5 константа скорости реакции снижается с увеличением [c.62]

Образование водородных связей существенно влияет на кинетику цепных реакций окисления углеводородов в жидкой фазе. Для термических реакций углеводородов и нефтепродуктов образование водородных связей значения, разумеется, не имеет. Влияние на кинетику термических реакций может оказывать образование я-комплексов радикалов с ароматическими углеводородами. Для некоторых радикалов найдено, что константа скорости реакции я-кои плекса радикала [c.117]

Самотормозящийся характер распада алканов, обусловленный замедляющим влиянием продуктов крекинга, зависимость константы скорости, вычисляемой по уравнению реакций первого порядка, от глубины крекинга потребовали внесения уточнений в первоначальные радикально-цепные схемы распада алканов, поскольку они не отражали торможения некоторыми продуктами и не приводили к правильным величинам концентраций радикалов. [c.29]

В разветвленных цепных реакциях константу скорости обрыва цепи на стенке можно определить из кинетических кривых расходования исходных веществ над нижним пределом (т, е. в условиях с1п/(И Ф Ф 0) по формуле (VII.52) из зависимости скоростн реакции от текущей концентрации исходных веществ. [c.347]

В раззетвленных цепных реакциях константу скорости обрыва цепи иа стенке можно определить пз кшгетических кривых расходо- [c.410]

Выбор инициатора. К инициатору предъявляется ряд требований. Чаще всего инициатором служит вещество, которое мономолекулярно распадается на радикалы, часть которых рекомбинирует в клетке растворителя, а часть выходит в объем и инициирует цепное окисление. Константа скорости инициирования ki связана с константой скорости распада ка и вероятностью выхода радикалов в объем с соотношением ki = 2ekd. Важно, чтобы инициатор не вступал в другие (побочные с точки зрения инициирования) реакции, в частности в реакции с пероксиради-калами. Поэтому (и из других соображений) инициатор вводят в углеводород в невысокой концентрации, обычно не превышающей 5-10 моль/л. Но так как скорость окисления до чжна быть больше (см. выше), а то для данной темпера- [c.57]

Для сложных реакций характерным является ход реакции через промежуточные простые этапы (цепной механизм), который в дальнейшем будет рассмотрен более подробно. Стехиометрическое соотношение для сложной реакции, например для тримолекулярной реакции 2На + О2 = 2Н2О, отражает только материальный баланс совокупности простых промежуточных реакций. Протекание простых реакций, например со столкновением двух молекул, реально. Однако вероятность тройного столкновения молекул невелика. Кроме того, сложные прямые реакции, как правило, требуют больших энергетических затрат на разрушение исходных молекул — энергии активации для них велики. Поэтому реакция протекает через промежуточные этапы, в которых часто принимают участие активные центры — отдельные атомы, радикалы, возбужденные молекулы. Для реакций с активными центрами значения энергии активации меньше. Для простых реакций, слагающих сложную, применимы приведенные зависимости для скорости реакции. Однако и для многих сложных реакций формально можно записать, что скорость реакции пропорциональна произведению концентраций в некоторых степенях, необязательно совпадающих со стехиометрическими коэффициентами. (Совпадение было бы, если бы протекание реакции строго соответствовало стехиометрическому уравнению и удовлетворяло теории соударений). Коэффициенты и степени подбираются так, чтобы удовлетворить опытным данным (если это возможно). Сумма показателей степени при концентрациях носит название порядка реакции. Константа скорости реакции для такого уравнения, которую можно назвать кажущейся или видимой, обычно все же с той или иной степенью точности удовлетворяет закону Аррениуса. [c.99]

Реакции цис-транс изомеризации олефинов, представленные в табл. XI.3, имеют сильно отличающиеся друг от друга кинетические параметры (например, частотные факторы 2 сек для 1 ис-бутена-2,10 сек" для диметилмалеата иоколо 10 сек для г ис-изостильбена и дидейтероэтилена). Энергии активации этих реакций изменяются в направлении, обратном изменению частотных факторов, так что константы скорости изомеризации остаются примерно одинаковыми. Все эти реакции осложняются небольшими побочными реакциями и некоторой чувствительностью к поверхности реакционного сосуда. Они также инициируются свободными радикалами. По этим причинам реакции, имеющие очень малую величину частотных факторов (10 сек или меньше), являются или гетерогенными, или, возможно, цепными реакциями. [c.229]

Пренебрегая в данном случае знаменателями, которые учитывают ингибирование, можно в этих выражениях представить числители как произведения двух множителей, причем первый отвечает соответственно стационарной концентрации атомов Вг(ЛГ,,2Вг2) 2 и IJk2Ш) , а второй — суммарной скорости образования НВг относительно удельной концентрации атомов брома. В ценных реакциях, которые до сих пор рассматривались, цикл состоял только из двух стадий одной быстрой и одной медленной. В выражение для суммарной скорости входит лишь константа кз, отвечающая медленной цепной стадии. Этой стадией является отрыв атома водорода Вг - - КН Л- НВг -Ь К. Для термической реакции суммарная константа скорости /сг= кзК (1 равна произведению константы скорости бимолекулярной реакции кз и константы равновесия1,2- Их энергия активации, которая является эксперименталь- [c.298]

В работе [22] показано, что при температурах выше 600°К цепной механизм конкурирует с прямой реакцией, несмотря на высокую анергию активации цепной реакции. Причина здесь состоит в том, что А( = з и дает относительно большой энтропийный член (см. табл. XIII. 5), равный примерно 12,0 кал/моль-град, который увеличивает константу скорости примерно в 420 раз. Это было подтверждено экспериментально [23]. [c.300]

Имеющиеся экспериментальные данные [46] по определению порядка реакции довольно противоречивы и неточны. Во всех. работах найдено уменьшение констант скоростей первого порядка с уменьшением давления этана. Константы, рассчитанные исходя из начального давления, меняются. Заксе [47], например, нашел, что константы скоростей нервого порядка увеличиваются примерно на 50% при увеличении начального давления этана от 30 до 100 мм рт. ст. в области температур от 850 до 910° К. Попытка Динт-сеса и Фроста [48] проанализировать скорость в пределах одного опыта привела к следующей математической зависимости kt = Ig (1—х) -f Вх, где В — константа. Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные по определению порядка реакции не дают существенного вклада в выяснение механизма. Для доказательства механизма с большей надежностью могут быть использованы данные по распределению продуктов и значения абсолютных скоростей реакций. Тот факт, что СН4 не является основным продуктом в начальных стадиях реакции (составляя 2—10% от количества Hg), указывает, что скорости образования СН4 в начале реакции [см. уравнение (XIII.10.5)1 должны составлять меньше 10% от скорости цепной реакции, дающей Нг- Отношение скоростей образования Hj и СН4, а именно (Hg/ Hi), может быть рассчитано исходя из упрощенной схемы [см. уравнение (XIII.10.5)] и приводит к уравнению [c.311]

Кроме теплового воспламенения газовых смесей возможно также самоускорение реакции горения, свя занное с развитием цепной реакции. Процесс самовоспламенения реальных горючих смесей имеет цепной характер. Самовоспламенение горючей смеси может произойти только в случае превышения некоторой определенной температуры, называемой температурой самовоспламенения. В отличие от таких характеристик, как нор.мальная скорость и концентрационные пределы, температура самовоспламенения не является физикохимической константой горючей газовой смеси и зависит от габаритов сосуда или аппарата, в котором находится смесь, и от ряда других факторов. [c.22]

Первый тип ингибиторов осуществл51ет частичное или полное торможение цепного процесса окисления за счет взаимодействия с радикалами R-, R0 ROO. Однако в литературе при рассмотрении механизма действия ингибиторов обычно рассматривается случай, когда ингибитор взаи.модействует с радикалами ROO. Видимо, эффективный ингибитор должен обладать способностью реагировать со всеми тремя типами свободных радикалов и, в частности, с радикалами R0, которые, как было указано выше, являются ответственными за процесс деструкции полимерной цепи. Скорость обрыва цепи при применении подобных ингибиторов пропорциональна концентрации активных свободных радикалов в первой степени. Поэтому они часто называются ингибиторами, действующими по механизму линейного обрыва цепи. Для оценки эффективности этих ингибиторов определяющее значение имеет соотношение констант скоростей элементарных реакций Й2 и e . [c.622]

Порядок цепных реакций по отдельным компонентам и эффективную константу скорости можно определить по данным кинетики накопления прсдуктов или по расходованию исходных веществ. Эффективная константа представляет собой комбинацию константы скоростей зарождер ия, продолжения и обрыва цепей. Зависимость эффективной константы скорости от температуры описывается уравнением Аррениуса. При этом для линейного обрыва цепей измеряемая эффективная энергия активации определяется по уравнению [c.389]

Сферический кварцевый сосуд диаметром 10 см заполнен сте- иометрической смесью 2На + Оа под давлением 20 мм рт. ст. и ГЛ5 К, где протекает цепная реакция. Рассчитайте константу скорости гибели атомов Н, если эффективность захвата атомов Н кварцем сос-тавляег ёа = 1,3 10 . Диаметр атомов (см) Н 1,90 10", На 2,41) 10- Оа 298 Ю . [c.400]

Pie исключена также возможность того, что в некоторых случаях реакция характеризующаяся особенно большими значениями А ,, в действительности идет по ценному механизму. Наличие вторичных процессов, следующих цепному механизму является характерным для большого чпсла мономолекулярных реакций. Поэтому для нахождения константы скорости истинно монолюлекулярной 1)еакции, не ослонененной вторичными процессами, обычно измерения проводят в присутствии посторонних газов, таких, как окись азота, толуол или пропилеи, способных полностью подавить цепную реакцию. [c.115]

Исследуем скорость установления диссоциациоиного равновесия в гомогенной гааовой фазе. Рассмотрим сначала случай отсутствии цепной реакции. В газе, состоящем из молекул Х, и из молекул ипертного газа, идет процесс диссоциации X.j + М = 2Х + М и обратный ему процесс рекомбинации атомов 2Х М = Хз + М. Для простоты будем считать что эффективность каждого из этих процессов пе зависит от природы молекулы М, являющейся молекулой любого из присутствующих в газе нещоств (М —Х , X или молекула инертной примеси). Обозначив константы скорости прямой и обратной реакций соответственно буквами к ж к si выражая копцентрации через парциальные давления, найдем [c.204]

Так как связь С—С в образующемся этане на 71 кДж/моль (17 ккал/моль) слабее связи СНз—Н, распад метана идет с само-ускорением в результате увеличения скорости инициирования цепей при накоплении этана. Рассмотрим влияние температуры и давления на результаты термического разложения парафиновых угле водородов. Радикалы, образующиеся в ходе цепного распада парафинов, можно разбить на две группы. К первой группе относятся радикалы, которые могут распадаться только с отщеплением ато- ма водорода СН3СН2, СН3СНСН3, (СНз)зС. Энергия активации их распада 167 кДж/моль (40 ккал/моль) и константа скорости распада имеет порядок ю> е-20 с". Реакции отрыва этими радикалами атома водорода от молекулы исходного парафина имеют константы скорости ю е ( 535 юо5)/г см -моль" -с". Соотношение скоростей реакций распада и стабилизации этих радикалов при реакции замещения составляет [c.66]

Давление влияет на направление и скорость химических реакций, протекающих при крекинге, но это влияние изменяется в зависимости от условий процесса. Если крекинг протекает в л<идкой фазе — при использовании тял<елого сырья н при умеренных температурах (420—470° С), то давление практически не оказывает влияния па скорость и направление мономолекулярного распада. Одпако как только образующиеся продукты распада или исходное сырье переходят в паровую фазу, роль давлеиия повышается. При этом большое значение имеет абсолютная величина даиления. При умеренных давлениях скорость мономолекулярного распада практически ие изменяется. Поскольку крекинг протекает по радикально-цепному механизму, характер реакции обрыва цепе] изменяется в зависимости от абсолютной величины давления. М. Г. Гоникберги В. В. Воеводский показали, что при невысоких давлениях (порядка нескольких атмосфер) повышение его способствует увеличению константы скорости крекинга, а при высоких (порядка сотен атмосфер и более) наблюдается обратное явление. Так, по данным А. И. Динцеса , в процессе термического крекинга бутана при 575° С и глубине распада около 9—13% повышение избыточного давления с 3,9 до 10,8 ат вызывает увеличение константы скорости реакции с 0,007 до 0,022, т. е. примерно втрое. Г. М. Панченков и В. Я- Баранов , подвергая крекингу фракцию 300—480° С грозненской парафинистой нефти при 510° С и избыточном давлении 1 10 и 50 ат, установили, что максима.яьпое значение констант скорости реакции соответствует давлению около 10 ат-, дальнейшее повышение давления сопровождается снижением скорости разложения. [c.41]

Численное интегрирование уравнения (80) по методу Рун-ге-Кутта [208] при 900° К, Р= 1 атм и значениях параметров С1 = 2,631-103 и Сб= 1,555-106 ( о = 2,036 10 = 5,358 10 6 = 3,166 10 3) [207] и подстановка вычисленных значений в уравнение (80) для скорости дают величины констант скорости цепного распада этана (табл. 30), которые растут вплоть до глубин распада, отвечающих состоянию равновесия при указанных условиях (около 25%). Опытная константа распада остается при малых процентах распада постоянной, а затем падает, принимая при 13% распада значение в 2,5 раза меньше, чем при 5% (табл. 30) [183]. Следовательно, при атмосферном давлении невозможно при помощи только одной тройной рекомбинации радикалов в объеме передать опытное поведение константы распада и, в частности, тот факт, что с глубиной распада константа скорости уменьшается. Трудно себе представить, что изменением энергий активации реакций развития и тримолеку-лярного обрыва цепей можно было бы достигнуть согласия с опытом при учете только тройной рекомбинации радикалов. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология