Диффузия фронт концентрации

Для массопередачи, сопровождаемой мгновенной химической реакцией, как отмечалось вьппе, область протекания реакции весьма мала и может быть заменена фронтом. Концентрации реагирующих веществ в этом случае удовлетворяют уравнениям нестационарной диффузии [c.270]

Крутой в начале опыта фронт концентраций компонента 1 в процессе движения по колонке растягивается вследствие кинетического запаздывания фронта, образующегося в неподвижной фазе. Далее как в неподвижной, так и в газовой фазе происходит расширение фронта из-за диффузии. Эти диффузионные эффекты в равной степени действуют на обоих фронтах и перекрывают друг друга. Вследствие того что в хроматографических колонках имеются чрезвычайно сложные условия диффузии, все диффузионные эффекты характеризуются общим эффективным коэффициентом диффузии ОеЦ. [c.424]

J и I) конвективная диффузия в конечном итоге подавляется сорбционными процессами, в результате чего реализуются условия режима параллельного переноса фронта концентрации. [c.46]

Представляют интерес закономерности изменения изотерм сорбции с изменением температуры, а также в пределах гомологического ряда. Было показано [12], что если при некоторой температуре изотерма распределения сорбата выпукла к оси ординат (что соответствует пику с преимущественным размытием тыла), то с повышением температуры кривизна изотермы уменьшается и далее наблюдается переход к вогнутой изотерме (т. е. к пику с преимущественным размытием фронта). Кроме того, увеличение числа углеродных атомов в молекулах гомологов также сопровождается переходом от выпуклой изотермы к вогнутой. Производительность колонки можно увеличить путем увеличения ее диаметра, но лишь в том случае, если эффективность разделения снижается не очень сильно. Размытие пика при разделении на колонках большого диаметра в значительной степени определяется неравномерностью движения зоны компонента по сечению 13 ], а это вызвано неравномерностью потока газа-носителя по сечению (стеночный эффект и идентичные ему явления между зернами сорбента), изгибами колонки, неравномерностью пропитки и т. д.. При длине слоя, меньшей некоторого предельного значения, когда поперечная диффузия, выравнивающая концентрации по сечению, еще не играет существенной роли, расширение полосы пропорционально относительной, разности скорости и длине [c.272]

Как происходит диффузия в газах разной концентрации сильно сжатый газ диффундирует между молекулами слабо сжатого газа. Чем больше концентрация газа, тем стремительнее газы расширяются, т.к. тем чаще каждая молекула отталкивается от соседних молекул и тем короче ее путь назад. Именно только так и может происходить диффузия. Совсем неверно представление, что движущей силой диффузии является разность концентраций. От этой разности концентраций зависит та частота отталкивания молекул друг от друга, которая и вызывает диффузию. Разность концентраций способствует только ориентации хаотического движения молекул в сторону пониженной концентрации и служит мерой этой ориентированности. Чем больше разность концентрации, тем быстрее каждая молекула приобретает направленное движение в сторону пониженной концентрации, тем быстрее двигается фронт равной концентрации. [c.192]

Оценим величину константы скорости реакции, при которой можно полагать толщину фронта реакции много меньше радиуса капли. Определим характеристическое время химической реакции как время, в течение которого концентрация экстрагента при тп= уменьшается в е раз Допустим, что в начальный момент времени с, =Сг =Сго по всему объему капли. Тогда Характеристическое время диффузии при наличии циркуляции жидкости в капле определим из решения уравнения Кронига и Бринка. Уменьшению концентрации экстрагента в е раз соответствует значение р< 0,62, которое достигается при т 0,02 (см. приложение 1). Следовательно, 0,02/ /01 и из условия /х < найдем, что > ЮО. [c.278]

Для процесса набухания оказалось характерным наличие релаксационной волны менее значительных по величине напряжений по сравнению с напряжениями, возникающими в поверхностном слое гранулы сополимера. Эта волна продвигается в материале сополимера одновременно с фронтом диффузии низкомолекулярного компонента в сополимер (см. рис. 4.15). Релаксационная волна напряжений может быть объяснена нестационарным распределением вещества растворителя в системе. Наиболее резкий перепад концентраций, который локализован на фронте движения оптической границы, обусловливает, в свою очередь, наиболее крутой подъем напряжений релаксационной волны. Здесь же наблюдается и резкий спад напряжений до нулевых значений. Таким образом, область оптической границы, продвигающаяся в глубь образца сополимера, характеризуется не только большим градиентом концентраций растворителя, но и всплеском напряжений, развиваемых в системе при ограниченном набухании последней. [c.326]

Гипотеза о квазистационарности топохимических реакций предполагает, что скорость установления стационарных концентраций реагентов во всех точках пространства, где происходят диффузия, реакция и т. п., во много раз превышает в 10 раз) скорость движения фронта реакции в этом пространстве. Для рассматриваемой реакции плотность жидкой среды, окружающей гранулы, соизмерима с плотностью набухающей гранулы. Молекулы серной кислоты, диффундирующие в гранулу, громоздки, [c.351]

Структура фронта пламени. При распространении пламени в его фронте протекает комплекс взаимосвязанных сложных процессов теплопередачи, диффузии и химического превращения. Они определяют величину п и структуру зоны горения, т. е. характер пространственного изменения температуры, концентрации недостающего компонента смеси Лц и скорости реакции вдоль единственной координаты х (по нормали к фронту). [c.19]

Такой характер распределения температуры и концентрации обусловлен аналогией или, как принято говорить, подобием процессов диффузии и теплопроводности. Несмотря на интенсивный тепло- и массообмен в пламени, реакция протекает как бы в адиабатических условиях. Диффузионный перенос недостающего компонента смеси из данного слоя как раз компенсируется соответствующим переносом тепла. Сумма тепловой и химической энергии в каждом слое фронта пламени постоянна, если молекулярные веса компонентов значительно не отличаются друг от друга, т. е. практически [c.20]

Если РгР > Рж< л. т. е. сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкости, то реакция протекает в жидкостной пленке, которая как бы состоит из двух слоев (рис. 16, б). В первом слое толщиной бж (от границы раздела фаз до фронта реакции) происходит диффузия компонента В с изменением его концентрации от [c.33]

Толщина и скорость роста слоев зависят от ряда условий, например от изменения концентрации раствора непосредственно у фронта роста, т. е. там, где происходит наиболее быстрое восстановление ионов, приводящее к обеднению растворов. Для беспрепятственного роста кристаллов необходимо, чтобы с помощью диффузии обеспечивалось равномерное поступление разряжающихся ионов к растущим участкам поверхности электрода . [c.336]

В случае выравнивания концентрации компонентов, например бинарной смеси, различная скорость движения молекул компонентов могла бы создать на фронте диффузии градиент давления. Но возникает специфическое течение всего газа от большего давления к меньшему, приводящее к постоянству давления. Это постоянство означает, что возникает один общий коэффициент диффузии Di2, описывающий перенос как первого, так и второго компонента. Простейшая теория Майера приводит к следующему выражению для [c.264]

Глубина проникновения в гель фронта осадкообразования X зависит от времени диффузии т и концентрации раствора Со [c.252]

Ф(й)], т. е. кинетика перемещения х с, 1) — сечения с некоторой постоянной концентрацией с ( фронта диффузии ) — описывается соотношением вида [c.144]

Вторая возможность определения изотермы появилась при теоретическом выводе количественных соотношений между формой фронта концентраций и формой изотермы. Уравнение (29) связывает концентрацию сорбата 5, количество адсорбированного вещества а и крутизну кривой фронта концентраций при выходе сорбата с концентрацией Входящая в уравнение величина Deff приблизительно равна где % — доля свободного сечения, Од — коэффициент диффузии в смеси сорбата и газа-носителя, к — так называемый коэффициент извилистости, учитывающий искривленность путей диффузии в пространстве между зернами. Этот коэффициент, найденный эмпирически лз опытов с диффузией практически не сорбирующихся веществ, составляет 0,7. Измеряя крутизну выходной кривой фронта концентраций при различных значениях по одной хроматограмме, из уравнения (29) определяют нужные для построения изотермы величины а. [c.432]

В. С. Голубев и Г. М. Панченков [217] предложили приближенное уравнение диффузионной кинетики ионного обмена, учитывающее одновременно внешнюю и внутреннюю диффузию. В результате рассмотрения внут-ридиффузионной кинетики сорбции найдено время т, необходимое для того, чтобы фронт концентрации извлекаемого вещества (иона) достиг центра зерна. При условии, что слой г = 0, т. е. вещество достигло центра зерна ионита, [c.138]

Если в области ламинарного потока продольная диффузия принимается во внимание как единственный фактор, при котором определенный фронт концентраций вызывает диффузию, процесс, наблюдающийся в колонке после переключения, может быть отчетливо представлен как изменение начального резкого фронта газа на 8-образную форму, которая перемещается в направлении к ячейке теплопроводности. В определенное время т распределение концентраций в трубе представляет собой функцию длины 2 — симметрично по отношению к средней точке х хо = 0,5. Очевидно, в определенном поло кении 2 (например, на выходе из колонки) такая симметрия не может существовать в отношении т, так как время диффузии будет короче в начале фронта, чем в 1чонце его, и это должно обязательно привести к асимметрии. [c.23]

Следует упомянуть, что для диффузии с резким фронтом концентраций уравнение было дапо ранее Вике [7j, однако аргумент erf if здесь неверен. [c.25]

Для практического осуществления адсорбционных процессов и в частности для хроматографического разделения смесей важное значение имеет степень размывания фронта концентраций (хроматографических полос). Как известно, это размывание может быть связано как с медленностью процессов массопередачи (внешней и внутренней диффузии), так и с продольным перемешиванием. Оценка относительной роли каждого из этих эффектов необходима для выбора оптимальных условий проведения процесса и рационального подбора адсорбента. Наиболее полно и правильно такая оценка может быть сделана на основании данных, характеризующих в отдельности различные виды массоперено-са в слое сорбента. До последнего времени исследовались, главным образом, процессы внешней и продольной диффузии. Накопленный к настоящему времени материал по внешней и продольной диффузии позволяет характеризовать различные системы, независимо от их конкретных свойств, так как установленные в этой области закономерности имеют общее значение [1]. В противоположность этому внутреннедиффузионная стадия процессов сорбции изучена совершенно недостаточно как в отношении обших закономерностей, характеризующих данный процесс, так и в отношении накопления конкретного экспериментального материала. Недостаток такого рода данных особенно ощущается в связи с тем, что внутреннедиффузионные процессы в последнее время приобретают все большее значение. Результаты исследования внутреннедиффузионной стадии кинетики вместе с полученными ранее данными по внешней и продольной диффузии позволят охарактеризовать весь процесс в целом и сформулировать требования к адсорбенту, важные как для выбора оптимальных условий проведения процессов разделения, так и для усовершенствования технологии получения сорбентов. [c.274]

Реакция преципитации может проводиться в агаровом геле. Схематически этот метод изображен на рис. 10-2, А. Пробирку частично заполняют агаром, содержащим антисыворотку, а сверху наносят антиген. Антиген диффундирует в агар с образованием движущегося фронта образования преципитата. В данном случае преципитат представляет собой зону вследствие обратимости реакции преципитации, о чем упоминалось в предыдущем разделе. Таким образом, в верхней части пробирки из-за избытка антигена наблюдается небольшое количество преципитина (рис. 10-1). При продолжающейся диффузии антигена зона преципитата перемещается. Это происходит потому, что в передней части зоны преимущественно содержится антитело, тогда как в задней имеется избыток антигена избыток антигена растворяет преципитат (рис. 10 1). Если и антиген, и антитело представляют собой смеси некоторых реагирующих веществ, то в результате будет наблюдаться несколько зон, предположительно по одной на каждый комплекс антиген — антитело. Разделение этих зон зависит от коэффициентов диффузии антигенов и относительных концентраций антигенов и антител таким образом, если два антигена имеют однаковые коэффициенты диффузии, а концентрации антигенов [c.251]

При выводе первого закона Фика предполагалось, что градиент концентрации не меняется е течением времени и не зависит от величины х. Первый закон Фика относится, таким образом, к процессу стационарной диффузии. Однако диффузия далеко не всегда протекает в условиях стационарности. Так, например, если в трубке, изображенной на рис. 6.1, слева на-.ходнтея твердое вещество, способное растворяться в жидкости, наполняюще трубку, то концентрация раствора будет изменяться и в пространстве и во времени. Прн этом концентрация, повыщаясь, достигает предельного значения, соответствующего растворимости вещества, а фронт насыщенного раствора передвигается слева направо. [c.146]

Наибольшее применение пленочная теория нашла в случае, когда химическая реакция протекает в диффузионной области, т. е. для процессов с быстропротекаюшими реакциями. В этом случае зона реакции мала и приближенно может бьггь заменена фронтом. Фронт разделяет поток на две области. В одной иэ них находится экстрагент, а в другой -хемосорбент. Поскольку реакция протекает мгновенно, то на фронте реакции концентрации реагирующих веществ равны нулю. Скорость процесса переноса в данном случае лимитируется скоростью подвода вещества за счет диффузии. [c.265]

Различают диффузию линейную и пространственную полубеско-нечную и ограниченную стационарную и нестационарную. Линейная диффузия происходит в одном направлении, пространственная — в разных направлениях. Диффузия называется полубесконечной, если фронт диффузии в процессе гетерогенной реакции не успевает достигнуть границы системы диффузия будет ограниченной, если фронт диффузии достигает границы системы. Под фронтом диффузии понимается граница внутри раствора, где еще не заметны изменения в концентрации, вызванные процессом диффузии. При стационарной диффузии концентрация вещества в любой данной точке пространства не меняется со временем при нестационарной меняется. [c.368]

С увеличением концентрации перестает соблюдаться закон Генри. Если изотерма выпуклая (кривая 3 на рис. П1.27а), то производная с1А1с1с уменьшается с увеличением концентрации, а скорость движения вещества увеличивается. В результате наблюдается преимущественное размывание (кривая 3 на рис. П1.276) задней части зоны (тыла зоны), которая движется медленнее, так как концентрация в ней меньше (вследствие диффузии). При вогнутой изотерме сорбции (кривая 4 на рис. П1.27а) производная (1А1йс увеличивается с ростом концентрации и соответственно скорость движения вещества уменьшается. Это приводит к преимущественному размыванию передней части зоны (ее фронта), чему способствует возрастание скорости движения вещества при уменьшении концентрации (кривая 4 на рис. 1П.276). [c.180]

Распределение примеси в вытягиваемом из расплава слитке описывается уравнением (41). Уравнения (41—43) справедливы при соблюдении ряда условий — так называемых Пфановских приближений. Во-первых, коэффициент распределения — величина постоянная и не зависит от концентрации. Это отвечает предположению, что в диаграмме состояния системы основное вещество — примесь линии ликвидуса и отвечающая ей линия солидуса твердого раствора — прямые линии. Такое предположение оправдано только в области малых концентраций, и коэффициент распределения, вообще говоря, является функцией концентрации примеси. Во-вторых, диффузия в твердой фазе настолько мала, что ею можно пренебречь. В-третьих, примесь распределена по всему объему жидкой фазы равномерно. Так как фронт кристаллизации движется со скоростью, превышающей скорость диффузии примеси в расплаве, перед фронтом кристаллизации образуется слой, обогащенный примесью (когда коэффициент распределения меньше единицы), или, наоборот, обедненный примесью. Содержание примеси [c.201]

Это уравнение показывает, на какую глубину проникает вещество во вторую фазу при диффузии, сопровождающейся химической реакцией. Мерой глубины зоны или фронта реакции может служить расстояние на котором концентрация падает в е раз по сравнению с Со, г. е. Ь= У01к. Отсюда видно, что глубина фронта реакции зависит от соотношения между коэффициентом диффузии и скоростью химической реакции. Скорость процесса в целом определяется величиной потока Я через единицу поверхности, т.е. в точках, где х=0, П=0 дС/дх)х=.о. Дифференцируя уравнение (ХП.40), находим [c.266]

Смотреть страницы где упоминается термин Диффузия фронт концентрации: [c.11] [c.100] [c.188] [c.424] [c.174] [c.340] [c.145] [c.335] [c.34] [c.369] [c.107] [c.208] [c.221] [c.208] [c.62] [c.102] [c.158] [c.175] [c.190] [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология