Многокомпонентные системы, кинетика

В монографии рассматривается в сосредоточенной постановке газовая гомогенная совершенная изолированная многокомпонентная система, в которой имеет место сложный неравновесный неизотермический процесс, относящийся к классу простых кинетик. Основная цель — построение адекватной кинетической и математической модели такого процесса. [c.11]

Рассмотрим теперь методы решения ПКЗ с достаточно общих позиций. Для изолированной многокомпонентной системы, в которой имеет место сложный химический процесс, относящийся к кинетике типа Аррениуса, система уравнений (3.70) с учетом ОКТ (3.1) и кинетического закона (3.7) может быть записана в виде [c.169]

В третьей части Основы кинетики процессов массопередачи заново написаны разделы по массопередаче в многокомпонентных системах. [c.4]

Уравнение (II. 12) учитывает кинетику массопередачи в многокомпонентной системе [29], вывод уравнения можно найти в [29, 30]. [c.44]

Единая общепринятая теория концентрированных растворов пока отсутствует, что затрудняет рассмотрение с физико-химической и технологической точек зрения всех аспектов статики и кинетики превращений веществ в процессах химико-технологической переработки. Накопленный физико-химический материал по теоретическому обоснованию свойств, структуры, термодинамической оценке параметров компонентов раствора при учете влияния концентрации, химических взаимодействий, температуры и давления позволяет в отдельных случаях достаточно полно оценить статическое состояние, т. е. состояние системы при равновесии. Это имеет большое значение для процессов растворения, кристаллизации, поглощения и выделения газообразных реагентов в многокомпонентных системах, обрабатываемых при получении неорганических веществ. В этой главе рассмотрены некоторые свойства растворов электролитов, важные для технологии. [c.73]

Г.-важный фактор, обусловливающий р-римость в-в в воде, электролитич. диссоциацию, распределение в-в между фазами в многокомпонентных системах, содержащих воду, кинетику и равновесие р-ций в водных р-рах, образование кристаллогидратов (см. также Растворы неэлектролитов, Растворы электролитов. Гидраты). [c.550]

Давление насыщенных паров индивидуальных веществ не зависит от количества испарившегося вещества, кинетика испарения в вакууме может быть полностью выражена уравнением (1) или его интегралом, определяющим линейную зависимость между / и т. В многокомпонентных системах давление насыщенных паров и скорость испарения зависят от состава конденсированной фазы и изменяются при испарении легких фракций системы. [c.355]

В случае, когда прослойка и породившая ее фаза многокомпонентны, обеспечение механического равновесия между ними не влечет за собой полного термодинамического равновесия, так как установление последнего оказывается, как правило, связанным с диффузионной кинетикой. Ее завершение может требовать времени, много большего, чем для установления механического равновесия. Механическое равновесие в случае прослойки, заключенной между двумя твердыми телами, может быть установлено весьма быстро, например путем применения достаточно жесткой отрицательной обратной связи [18]. Было бы поучительно экспериментально показать, что в многокомпонентных системах расклинивающее давление при постоянной толщине прослойки может медленно и продолжительно меняться. Быстрота установления механического равновесия может быть гарантирована и при образовании тонкой прослойки между поверхностями большой кривизны, например между скрещенными тонкими нитями [19]. [c.41]

Кинетика твердофазового спекания. В реальных технологических условиях спекание представляет собой сложный физический, а часто (особенно в многокомпонентных системах) и физико-хими-ческий процесс, включающий в себя перенос вещества, физические явления на границе фаз, фазовые превращения, химические реакции и т. д. Сложность этого процесса затрудняет его кинетическое описание, т. е. установление зависимости скорости спекания от различных определяющих его факторов. Таких факторов (часто взаимосвязанных) можно назвать очень много природа спекающегося материала, температура, коэффициент диффузии, дисперсность спекающихся частиц, величина пор и их распределение по размеру, поверхностное натяжение и вязкость конденсированной фазы, степень дефектности решетки и т. д. Влияние всех этих факторов на скорость спекания в реальных процессах осложняется тем, что в одном и том же случае может реализоваться несколько механизмов спекания, каждый из которых имеет свои кинетические особенности кроме того, кинетика спекания может быть неодинаковой на его различных стадиях. [c.338]

Четвертая Всесоюзная конференция по теоретическим вопросам адсорбции состоялась в Ленинграде с 29-го января по 2-е февраля 1974 г. Она была организована Научным советом по синтезу, изучению и применению адсорбентов Отделения общей и технической химии Академии наук СССр Институтом физической химии АН СССР и Ленинградским технологическим институтом им. Ленсовета. В отличие от трех предыдущих конференций, на которых рассматривались вопросы адсорбционных равновесий в однокомпонентных и многокомпонентных системах, вопросы кинетики и динамики адсорбции. Четвертая конференция была посвящена проблеме адсорбции и пористости. [c.5]

При моделировании процессов в многокомпонентных системах задача определения уравнения кинетики процесса сводится к решению интегрального уравнения Вольтерра [c.63]

Изучение массообмена в многокомпонентных системах проводится на основе общих закономерностей, присущих бинарным системам, т. е. такими методами, которые предполагают наличие одинакового характера влияния кинетики массопередачи и гидродинамики потоков на общую эффективность процесса как в бинарных, так и в многокомпонентных смесях. Подобный метод исследования отвечает не только истинной физической картине явления, но и оказывается наиболее плодотворным с позиций его практической реализации. В связи с этим кинетика массопередачи и расчет общей эффективности процесса рассматриваются в данной книге в первую очередь на основе общих закономерностей, присущих бинарным смесям. Отметим, что аналогичным образом в настоящее время успешно осуществляется изучение и расчет фазового равновесия многокомпонентных смесей по экспериментальным данным о фазовом равновесии в бинарных смесях. [c.3]

Возможность использования быстродействующих вычислительных машин позволяет ставить вопрос о разработке методов расчета многокомпонентных систем с учетом кинетических зависимостей. Для решения этой проблемы должны быть накоплены исчерпывающие данные о кинетике процесса, характере полей концентраций на тарелках, о составах равновесных фаз в многокомпонентных системах и других величинах. [c.20]

Для определения стехиометрии и кинетики обмена NH4+ в многокомпонентной системе использовался один образец клиноптилолита. Каждый образец воды был пропущен через 3 колонки параллельно 1) со скоростью 15 объемов воды (по отношению к объему загрузки) в 1 ч для определения кинетики адсорбции 2) со скоростью 30 и 3) со скоростью 15 объемов для [c.217]

Итак, описанные методики статистического исследования кинетики зародышеобразования в расплавах позволяют определить зависимость скорости зарождения центров кристаллизации от времени, переохлаждения, скорости охлаждения для стационарного и нестационарного процессов нуклеации, а также строго количественно исследовать влияние предварительной термической обработки расплава и других факторов на процесс кристаллизации. Мы называем совокупность этих методик методом статистического термического анализа (СТА) [180, 181]. В обш ем случае метод СТА заключается в многократном последовательном определении кривых нагрева и охлаждения образцов в широком интервале температур с заданными режимами термических циклов. Цель СТА — исследование кинетики обратимых физико-химических стохастических процессов, в частности начальных стадий кристаллизации жидких и твердых фаз, и на этой основе выявление обш их закономерностей и механизма фазовых переходов в одно- и многокомпонентных системах [180]. Другие возможности использования статистического термического анализа для различных целей физико-химического анализа указаны в работах [180, 181]. [c.67]

Моделирование кинетики процесса экстракции. Модели кинетики межфазного перехода изучаются давно и представляют собой более других разработанную область описания процессов экстракции. Основы построения кинетических моделей даны в главе И1. Переход к макрокинетическим характеристикам осуществляется через поверхностно-объемный диаметр капель. Корреляции этого параметра с величинами, характеризующими гидродинамические режимы в различных типах экстракторов, приведены в главе V. Актуальной задачей является разработка кинетических моделей многокомпонентных систем. Однако развитие этой проблемы пока сдерживается недостаточной разработанностью моделей равновесия в многокомпонентных системах. [c.365]

Старение и стабилизация лолимеров с точки зрения химической кинетики представляет собой область сопряженных радикально-ценных, ионных и молекулярных превращений в сложных многокомпонентных системах. В общем случае реальный полимер — это химическая система, включающая в качестве главного компонента высокомолекулярное соединение, а также различные добавки и примеси — пластификаторы, наполнители, красители, [c.47]

Таким образом, правило Киреева выполняется. В частности, если все М] при / 2 равны нулю, т. е. в растворе образуются только комплексы аЬ, то имеет место рассмотренный в начале этой статьи простейший случай. Отметим сходство между правилом Киреева и компенсационным эффектом в кинетике, если под компенсационным эффектом в кинетике подразумевается линейная связь между энтальпией и энтропией активации однотипных процессов. Сходство этих явлений обусловлено общностью их причин. Здесь говорится о двухкомпонентных растворах, но аналогичные рассуждения можно распространить и на многокомпонентные системы. Раствор следует правилу Киреева, если процесс растворения может быть описан как одна естественная или нормальная реакция. [c.170]

Выведены уравнения диффузии взаимодействующих частиц. Показано, что эти уравнения описывают эволюцию распределения частиц в многокомпонентных системах, в том числе и кинетику фазовых превращений при изотермических условиях. Выделены дальнодействующая и короткодействующая составляющие межчастичных взаимодействий. Получены выражения, связывающие химические потенциалы и активности частиц в многокомпонентных системах с характеристиками межатомных потенциалов. Исследовано влияние внутренних силовых полей на скорость химических процессов. Показано, что введение примеси может существенно изменить энергию активации процесса, и рассмотрена модель гомогенного катализа без образоваиия промежуточных соединений с катализатором. Библиогр. 11. [c.222]

Выяснение закономерностей различных химических реакций в упорядоченных системах, и в частности многокомпонентных системах и замороженных растворах, при низких температурах представляет одну из важнейших проблем современной химической кинетики оно интересно с теоретической и практической точек зрения и позволяет повысить эффективность целенаправленного химического синтеза. [c.147]

Уравнения (17.21)—(17.23) позволяют дать полное описание процессов переноса массы, количества энергии в многокомпонентных системах. Кроме того, необходимы также уравнение состояния Р = Р (Р> Т, х ), калорическое уравнение состояния С/ = С/ (р, Т, ж,) и сведения о химической кинетике. Наконец, в общем случае нужны [c.491]

В заключение следует упомянуть еще об одной проблеме, стоящей перед изучающими кинетику кристаллизации. Она заключается в получении уравнения материального баланса для случая кристаллизации из многокомпонентных растворов. Именно такое уравнение должно лечь в основу технологических расчетов. Для двухкомпонентных систем подобное уравнение было выведено Тодесом [26], однако в нем, естественно, не учтено присущее многокомпонентным системам взаимное влияние компонентов друг на друга в ходе кристаллизации. [c.13]

Практикум содержит работы iio основным paJдeлaм фнничсско химии. В пособии рассмотрены методы физико-химических измерении, обработки экспериментальных данных и способы их расчетг)в. Большое внимание уделено строению вещесто, первому началу термодинамики, фазовому равновесию 13 одно-, двух- и многокомпонентных системах, химическому равновесию в гомогенных системах и др. Интерес представляют работы по молекулярной спектроскопии и кинетике гомогенных и гетерогенных [)еакций. Изменены работы, связанные с применением термохимических, рентгеноструктурных и некоторых электрохимических методов исследования. Введены работы по расчету сумм состояния и термодинамических функций. [c.2]

Кинетика массопередачи и гидродинамика потоков. Массопе-редача в многокомпонентных системах является одним из вопросов, которому уделяется, особенно в последнее десятилетие, огромное внимание [61—63]. И тем не менее до сих пор отсутствуют алгоритмы, позволившие бы перейти к точному расчету ректификационных колонн на основе кинетических представлений. При математическом описании межфазного массообмена движущую силу процесса принято выражать чзрэз разность концентраций, а кинетику — через коэффициент массопередачи [64]. [c.343]

При составлении математических моделей кинетики химических реакций возникают значительные трудности при решении обратных задач. Они в общем случае относятся к некорректным задачам. В литературе [1] рассмотрены различные способы ре1уляризащ1и подобных задач, и при обработке экспериментальных данных и составлении математических моделей предпочтение отдается вероятностно-статистическим методам, особенно если рассматриваются многокомпонентные системы. [c.154]

Из экспериментов известно, что, несмотря на огромное число компонентов, в различных процессах МСС ведут себя удив1ггельно просто. Подобные факты часто приводят к неоправданному распространению закономерностей химии и физики простых веществ на сложные многокомпонентные системы, даже без введения соответствующих поправок. Несмотря на определенный успех данных моделей, в них имеет место детерминированность элементарных стадий процессов, не учитываются их сопряжение и стохастический характер процесса во времени. Единственно возможным в таких случаях является статистический термодинамический и синергетический недетерминистиче-скии подход, который эффективно используется в естественных науках, в том числе в исследовании систем далеких от равновесия [35-45].Но в синергетике очень часто изучаются не самые главные компоненты и процессы, так как не достаточно информации о системе в це юм. Таким образом, в синергетике не хватает определенного макроуровня для описания сложных многокомпонентных объектов. Непрерывный подход к веществу, родившийся в древности, воплотился в XIX веке в термодинамику, для которой важен не состав, а начальное и конечное усредненное энергетическое состояние вещества. Кибернетика также оперирует начальным и конечным состоянием системы, которая является черным ящиком Из обширного эмпирического материала известно, что МСС, несмотря на огромное число компонентов, в ряде случаев ведут себя удивительно просто. Например, кинетика деструктивных процессов превращения нефтяных фракций и твердого топлива описывается простыми уравнениями первого или второго порядка [17-20]. Кроме того, пре- [c.11]

Из уравнения (3 4) следует размытость и неоднозначность энергий активации процессов в МСС и ст> пенчатый характер их кинетики, В первую очередь реагируют в системе компоненты с малыми значениями энергии активации (меньше среднего), затем остальные компоненты Кроме того, возможен химически инертный участок распределения, который не вовлекается в реакции Реагент по отношению к многокомпонентной системе ведет себя как "Демон Максвелла", отсекающий химически активный "хвост" статистического распределения состава компонентов по энергии активации [3-6], Кроме того, компоненты распределения должны иметь различную кинетическую энергию, и, следовательно, обладать различной собственной температ> рой, отличающейся от средней температуры системы-термостата. В нефтяных средах это означает, что собственная температ фа ас-фальтенов может бьпь на порядок отличаться от температур легких фракций. [c.35]

Сформулирован непрерывный, недискретный подход к изучению кинетики процессов в лшогокомпонентных стохастических и, в частности, в нефтехимических системах. Показано, что, существующие в этих системах физико-химические закономерности, определяются не столько индивидуальной природой компонентов системы, сколько коллективным статистическим характером процессов. Эффективные константы скорости изменяются с изменением состояния многокомпонентной системы. [c.58]

В последние десятилетия в значительной мере расширились возможности экспериментального исследования кинетики химических процессов в связи с развитием ряда физических методов, в первую очередь спектроскопических и радиоспектроскопических, позволяющих непосредственно, без проведения сложных химических анализов, наблюдать и регистрировать ход химического превращения, в том числе накопление и расходование промежуточных частиц. Стали доступны количественному исследованию быстро протекающие химические процессы, заканчивающиеся за малые доли секунд, вплоть до пикосекуидных реакций. Уникальные возможности для исследования сложных химических превращений в многокомпонентных системах открыли новые высокоэффективные методы разделения сложных смесей, в первую очередь газо-жидкост-ная хроматография, а в последние годы также жидкостная хроматография под высоким давлением. [c.3]

Следует, однако, отметить, что в необратимых, а также малобуферных системах потенциал индифферентного электрода, как правило, не принимает устойчивого значения [84,88]. В некоторых случаях удается добиться стационарности измеряемого потенциала. Вместе с тем и в этом случае мы можем говорить лишь о какой-то инструментальной величине, а не о термодинамически строгой функции. Кроме того, технологические растворы ЦБП представляют собой многокомпонентные системы, содержащие целую гамму составляющих, различающихся по своим редокс-свойствам. В таких системах окислительные потенциалы, как правило, прямо не связаны с окислительно-восстанови-тельным уровнем исследуемых растворов. В них потенциалопреде-ляющие процессы на электродах необратимы, и потенциал навязывается одной системой с наибольшим током обмена. Эта система вообще может не иметь места в исследуемом растворе, а образовывается на поверхности электрода в результате каталитического взаимодействия его поверхности с исследуемым раствором. В некоторых случаях указанные трудности удается преодолеть, используя медиатор [89]. В качестве последнего применяют обратимую окислительновосстановительную систему, например редокс-индикаторы, феррициа-нид-ферроцианид калия и др. Если медиатор не изменяет механизма объемных окислительно-восстановительных реакций, быстро реагируя на изменение значений потенциала, с его помощью удается выяснить как кинетику процессов, так и механизм протекающих реакций. Так, в [90] при оценке редокс-свойств лигнина в процессе щелочных обработок использованы в качестве медиаторов ализарин 8 и индигокармин. Изменение редокс-состояния лигнина без предварительного его выделения из раствора оценивали по изменению спектральных характеристик и по значениям потенциала платинового электрода в системе лигнин - индикатор. [c.132]

В приложении к полимерным системам кинетика фазового разделения в области спинодального механизма распада изучена недостаточно. Между тем именно в этой области на разных стадиях распада формируются сложные дисперсные частицы, образованные двумя компонентами системы, в дисперсионной среде, образованной теми же компонентами, но в ином соотношении, чем в выделяющихся областях. В теоретическом аспекте наиболее общие вопросы спинодального распада применительно к смесям гибкоцепных полимеров рассмотрены Де Женом [15]. Однако это далеко не единственный вариант полимерной системы, где микрофазовое разделение может происходить по спинодальному механизму. В частности, известны полимерные материалы типа блок-сополимеров, полиблочных полимеров, взаимопроникающих полимерных сеток, свойства которых определяются особенностями их фазового состояния [16]. При этом необходимо отметить, что полимеры, молекулярные цепи которых состоят из блоков различной химической природы, в отношении фазового разделения целесообразно рассматривать как многокомпонентные полимерные системы [17]. Детальное рассмотрение этого вопроса позволило полагать [17], что для таких сложных полимерных систем должны быть справедливы те же условия фазового разделения в виде существования бинодалей и спинодалей, что и для систем на основе химически несвязанных цепей различной природы. Вместе с тем, для такого рода систем характерны особенности, существенно влияющие на процесс фазового разделения и формирование но- [c.182]

СМ- С(о)езср(- а 3, где к - константа скорости реакции, имеющая смысл марковской переходной вероятности. Это означает,что описание кинетики процессов в многокомпонентных системах подчиняется уравнению реакции I- го порядка. [c.63]

На основе выше изложенного разработан алгоритм вероятностно-статистического исследования кинетики процеееов в многокомпонентных системах. Алгоритм включает следующие этапы [c.64]

В результате в рассматриваевюй многокомпонентной системе протекает множество последовательно-параллельных реакций. Применение стандартных методов химической кинетики к таким системам приводит к необходимости введения огромного числа констант скоростей реакций хлорирования индивидуальных продуктов, решение кинетических уравнений для которых создает практически непреодолимые трудности, даже с использованием быстродействующих ЭВМ. [c.25]

Аналогичный эффект разбавления, но менее резкий, был обнаружен и для метилметакрилата [127] и метилакрилата [128]. Норриш и Симонс [132] также нашли увеличение Р при разбавлении стирола бензолом (фотоцолимеризация светом 335 ммк). С другой стороны, Кронгауз [131] не обнаружил изменения Р при разбавлении метилметакрилата этилацетатом (фотополимеризация светом 254—265 ммк). При обсуждении концентрационной зависимости фотоинициирования необходимо иметь в виду, что кинетика полимеризации в растворах часто носит необычный характер и при действии термоинициаторов. В настоящее время не совсем ясно, в какой мере необычная кинетика в растворах связана с особенностями механизма инициирования или присуща самим многокомпонентным системам независимо от методов инициирования (см. стр. 37). [c.61]

На основе вше изложенного разработан алгоритм вероятностностатистического исследования кинетики процессов в многокомпонентных системах. Алгоритм включает следуищие этапы ввод эксперименталышх значений функции-концентрации аргумента - время , начальной и конечной концентраций сглаживание точек операторным преобразованием i) [c.64]

Необходимо подчеркнуть, что высокая эффективность адсорбционных методов очистки сточных вод была достигнута только в тех случаях, когда технология разработана на базе теории адсорбции и подкреплена правильно поставленными исследова-. ниями равновесия, кинетики и динамики адсорбции компонентов раствора. При таких исследованиях нужно учитывать условия существования молекул извлекаемых веществ в водном растворе, т. е. степень ионизации, ассоциацию, присутствие других соединений в реальной многокомпонентной системе. Пренебрежение же основами теории адсорбции растворенных веществ или некритическое применение представлений адсорбции газов и паров к адсорбции растворенных веществ — наиболее распространенная причина неудачных попыток решения экологических задач при помощи адсорбционных процессов. [c.6]

Понятие сорбция — поглощение сорбата сорбентом — по воему определению отражает взаимодействие между фазами в многокомпонентной системе. Изучение кинетики сорбции — изменения во времени состояния такой гетерогенной системы, кроме того, предполагает, что в начальный момент эта система не равновесна. В гетерогенных системах неравновесность по химическому потенциалу (концентрациям) на границе раздела фаз неминуемо должна привести к перераспределению вещества по пространству внутри каждой из фаз. Это перераспределение осуществляется, как правило, по диффузионному механизму, поэтому процессы диффузии нами рассматриваются в первую очередь. Законы диффузии в подвижной фазе, помимо возможной химической кинетики, осложняются принудительной конвекцией, являющейся характерной особенностью рассматриваемых нами систем. Наше внимание будет сосредоточено на твердых сорбентах, соприкасающихся с подвижной жидкостью, поэтому подлежит рассмотрению геометрия и структура зернистого сорбента и гидродинамика потоков через него. [c.50]

В основе предпосылок, приводящих к зависимостям типа (2.20)— (2.23), лежат постулаты о справедливости первого закона Фпка и независимости коэффициента диффузии от концентрации диффундирующих веществ. Как уже отмечалось, это приводит к тому, что поведение любого компонента в многокомпонентной системе может рассматриваться независимо. Обращалось внимание и на то, что в тех случаях, когда изучается диффузионная кинетика переноса частиц в многокомпонентной системе в условиях существования между ними локального термодинамического равновесия, задача может быть сведена к однокомпонентной. Однако в этих случаях коэффициент диффузии оказывается функцией концентраций. [c.75]

Достоинством метода мгновенного проскока, кроме экспресс-ности, является возможность его использования для одновременного определения р многих веществ в многокомпонентных системах, что в принципе позволяет более надежно проследить в эксперименте зависимость критерия Нуссельта от критерия Прандтля при Re = onst. В частности, этим методом в работе [80] были найдены кинетические коэффициенты для ионов натрия, калия и кальция при их совместном обмене на ион водорода. Было показано, что р, определенные при обмене из смеси и индивидуально, в пределах точности эксперимента не различаются между собой. Это позволило подтвердить вывод о независимости кинетики сорбции каждого компонента и возможности использования значений Р, полученных в опытах с индивидуальными веществами, в расчетах кинетики смесей при условии, что диффундирующие вещества не вступают между собой в химическое взаимодействие. Кроме того, как подчеркивалось ранее, в области Re 50 критериальные зависимости между Nu и Re, полученные в опытах по растворению незаряженных частиц, находятся в удовлетворительном соответствии с этими же зависимостями, найденными в экспериментах па ионному обмену. [c.127]

Их отсутствие значительно тормозит развитие исследований в области изучения кинетики кристаллизации. Именно этим, наверное, объясняется незначительное число теоретических исследований по кристаллизации из растворов сложного состава. Одной из основных проблем, связанных с изучением кинетики кристаллизации, является исследование этого процесса применительно к многокомпонентным системам. При кристаллизации из многокомпонентных растворов большой интерес представляют взаимодействие параллельно кристаллизуюпщхся веществ между собой, взаимное влияние на скорость зарождения и скорость роста, взаимодействие, связанное с образованием твердых растворов различного рода, явления адсорбции одного вещества на поверхности растущих кристаллов другого и т. д. Исследования, направленные на изучение характера указанных взаимодействий, безусловно дадут богатейший материал как для развития теории кристаллизации, так и в практическом плане. Особо следует отметить необходимость широкого изучения кристаллизации из неводных растворов, что пока еще делается явно недостаточно. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология