Гетерогенные химические реакции исследование

Здесь ДЯ и AS — изменения энтальпии и энтропии, которые, согласно (52.2), соответствуют уравнению химической реакции. Таким образом измерением электродвижущей силы и ее температурной зависимости можно определить величины ДС, ДЯ и Д5 для реакции (52.2). Так как все три величины являются функциями состояния, то их значения ие зависят от того, протекает ли реакция (при постоянной температуре и постоянном давлении) необратимо (случай б".) или обратимо (случай в".). Напротив, теплота, принятая системой (которая зависит от пути в пространстве состояния), при необратимом протекании равна ДЯ, при обратимом процессе равна ГД5, в то время как в последнем случае, согласно (52.31), ДЯ равна сумме подведенной теплоты и электрической работы, подведенной потенциометром к системе. Термодинамическое исследование гетерогенной реакции с помощью обратимых гальванических элементов играет также важную роль при экспериментальной проверке теплового закона Нернста ( 38). [c.270]

Если предположить, что поверхностное сопротивление вызвано гетерогенной химической реакцией, то цель первого этапа исследований заключается в определении порядка реакции по всем компонентам. Цель второго этапа — определение эффективной энергии активации и термодинамических параметров процесса активации. Если эффективная энергия активации значительно превосходит энергию [c.396]

При исследовании кинетики гетерогенных химических реакций, как правило, предполагается стационарность концентраций веществ на активной поверхности. При построении математической модели этих реакций такое предположение позволило бы учесть лишь статические свойства процесса, что существенно сужает область применения математических моделей для целей автоматизации. Поэтому мы отказались от условия стационарности концентраций веществ на поверхности и при описании материального баланса газообразных веществ на активной поверхности рассматривали общий случай, когда для исходного газообразного вещества скорость адсорбции не равна сумме скоростей десорбции и поверхностной химической реакции, а для газообразных продуктов реакции сумма скоростей адсорбции и поверхностной химической реакции не равна скорости их десорбции. [c.330]

Предлагаемая книга представляет собой попытку сведения воедино основных проблем, лежащих в основе практического применения гетерогенно-каталитических реакций в химической промышленности. В связи с этим материал, рассматриваемый в книге, достаточно разнообразен и охватывает как вопросы научных основ подбора и производства катализатора, так и кинетику гетерогенно-каталитических реакций, расчеты контактных аппаратов, лабораторные методы исследования катализаторов и каталитических реакций. Все эти вопросы авторы старались рассматривать с точки зрения их практического использования на разных стадиях разработки промышленных каталитических процессов. На изложение материала не могли не отразиться личный опыт и личные научные интересы авторов, вследствие чего не все материалы и теоретические положения, затрагиваемые в книге, освещены с одинаковой полнотой. Естественно, что столь обширный материал, как основы технического катализа, не мог быть изложен без заметных упущений. Поэтому авторы будут весьма благодарны всем, кто поможет их устранить. [c.4]

Аналогичное выражение может быть получено исходя из закона действия масс в любой гетерогенной химической реакции. Как будет ясно из последующего изложения, использование выражения (1.13) позволяет интерпретировать результаты некоторых исследований по очистке воды гидролизующимися коагулянтами. [c.23]

Однако уже разработанная методика открывает широкое поле деятельности для углубленного изучения хода гетерогенных химических реакций некоторого типа. Неоценимую помощь при этом должна оказать электронография, в особенности микродифракция, так как, помимо наблюдения картины морфологических изменений, микродифракция позволяет идентифицировать продукты, образующиеся в процессе химического превращения. Есть все основания ожидать, что в ближайшем будущем работы с обогреваемой газовой камерой будут быстро расширяться и, таким образом, усиленное развитие получит тенденция проводить тонкие электронно-микроскопические исследования, связанные с активным воздействием на объект, в самом приборе. [c.45]

Для исследования гетерогенных химических реакций в сточных водах могут быть применены три экспериментальных метода, а именно самопроизвольное осаждение из сильно пересыщенного раствора, образование центров кристаллизации и рост термодинамически более устойчивой фазы из раствора, насыщенного термодинамически менее устойчивой фазой, и рост затравок термодинамически устойчивой кристаллической фазы из метастабильного пересыщенного раствора. Каждый из этих методов может дать преимущества в конкретных экспериментах.. Для кинетического анализа ингибирования роста кристалла наиболее полезным является метод роста затравки. [c.29]

Шушунов В. А. Весовой метод исследования состава и свойств продуктов гетерогенных химических реакций. В огл. авт. Б. А. Шушунов. Тр. Комис. по аналит. химии (АН СССР. Отд-ние хим. наук), 1951, 3, с. 146— [c.240]

Строгое исследование задачи массообмена с гетерогенной химической реакцией основывается на решении уравнения конвективного переноса для заданного поля скоростей вокруг частицы при рассмотренных выше условиях на поверхности. [c.129]

Как и протекание других электрохимических реакций, процесс выделения металла на ртути и амальгаме является стадийным. В общем случае при электроосаждении могут происходить диффузия реагирующей частицы к электроду, ее химическое превращение в объеме раствора или у поверхности электрода с последующей адсорбцией, первичная адсорбция с последующей гетерогенной химической реакцией, частичная десольватация или потеря лигандов, разряд и диффузия атома вглубь жидкой фазы электрода. Отдельные стадии этого сложного процесса, за исключением стадии диффузии и разряда, могут отсутствовать. При исследовании осаждения металлов экспериментально удается выделить стадии диффузии, химической реакции, адсорбции и разряда. [c.322]

В последние годы опубликовано несколько монографий по химической кинетике. В Советском Союзе изданы монографии Н. Н. Семенова О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности (1958) и В. Н. Кондратьева Кинетика газовых химических реакций (1958). В русском переводе вышла книга С. Бенсона Основы химической кинетики (1964). Эти обширные монографии дают достаточно полное представление о ряде важнейших направлений научных исследований в области химической кинетики. Однако, поскольку они содержат большое количество специального и зачастую дискуссионного материала, изучение этих монографий требует от читателя знакомства с основами химической кинетики. В то же время учебная литература по химической кинетике все еще немногочисленна. Особенно ощущался недостаток в учебнике по современным основам химической кинетики. По-видимому вследствие этого первое издание настоящего Курса химической кинетики , вышедшее в свет в 1962 г., разошлось очень быстро и возникла необходимость в выпуске второго издания — исправленного и дополненного. В предлагаемом курсе изложены теоретические основы кинетики гомогенных химических реакций. Кинетика гетерогенных реакций в курсе не рассматривается в связи с тем, что она в основном имеет значение для области гетерогенного катализа, которая представляет собой самостоятельный раздел науки. [c.4]

ВЕСОВОЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ГЕТЕРОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.146]

Гетерогенные катализаторы весьма часто применяются для ускорения химических реакций. Исследование каталитического поведения бинарного гетерогенного сплава поэтому является весьма желательным. С этой целью были изучены реакции распада пара муравьиной кислоты [53] и гидрирования [c.34]

В последние годы Г. М. Панченковым с сотрудниками [123—126] выполнен ряд работ по исследованию кинетики термического расщепления углеводородов и углеводородных смесей. Используя выведенное ранее [127, 128] общее уравнение кинетики гомогенных и гетерогенных химических реакций для динамических условий ведения процесса, исследователи вывели уравнения формальной кинетики термического разложения углеводородов, исходя из некоторых качественных соображений общего характера, хорошо согласующихся с экспериментальными данными эти уравнения связывают степень превращения и скорость подачи сырья [c.13]

Большие возможности для исследования механизма гетерогенных химических реакций открыли кинетические изотопные методы, в развитие которых огромный вклад внесли работы С. 3. Рогинского [350], М. Б. Неймана [68] и др. [c.64]

Исследование кинетики растворения германия в растворах таких окислителей, как перекись водорода, иод, бром, азотная кислота и хлорное железо, позволило авторам рассматривать процесс растворения как последовательное окисление поверхностных атомов германия, сопровождающееся дальнейшим переходом продуктов окисления в раствор. При этом на основании кинетических данных делается заключение о лимитирующем влиянии на скорость растворения скорости соответствующей гетерогенной химической реакции [1—11]. В литературе, однако, нет единого мнения о механизме растворения германия, вопрос этот широко дискутируется. [c.52]

Как правило, плазменные порошки подвергаются дальнейшей переработке с использованием различных твердофазных процессов (спекание, твердофазные химические синтезы и др.). Непосредственное исследование этих процессов и прежде всего кинетических закономерностей их протекания позволяет получать наиболее полную информацию об активности, физико-химических и потребительских свойствах плазменных порошков. Разработка нового метода получения порошков, в том числе и плазмохимического, как правило, связана с решением задач получения порошков с заданными свойствами для повышения качества материалов, селективности или интенсификации гетерогенных химических процессов. Для этого целесообразно изучать кинетику протекания конкретного процесса. Лишь в отдельных случаях, когда это трудно или невозможно осуществить, пользуются модельной системой вместо реального процесса. При исследовании кинетики гетерогенной химической реакции процессы диффузионного торможения исключают и создают условия, при которых лимитирующей стадией является кинетика нроцесса. После того как установлено, что процесс протекает в кинетической области, сравнивают скорости процессов исследуемых и контрольных образцов. [c.203]

Проблемы, возникающие с описанием механизмов гетерогенных химических реакций, иллюстрируют пример реакции окисления оксида углерода молекулами О2 на платине - модельной реакции гетерогенного катализа, исследованию которой посвящены десятки работ. В случае этой реакции полученные в нестационарных режимах результаты [2, 3, 6] ставят под сомнение возможность применения для описания реакции ударного механизма ИР. С другой стороны, такие факты. [c.57]

В данной работе нужно ознакомиться с одним из физико-химических методов исследования химического равновесия гетерогенной реакции, изучить изменение константы равновесия в зависимости от температуры и вычислить средний тепловой эффект реакции. [c.261]

При гетерогенном катализе скорость химической реакции ускоряется кристаллическим веществом — катализатором, на поверхности которого происходит промежуточное химическое взаимодействие его с реагирующими веществами. Гетерогенный катализ — яркий пример объекта системного научного исследования, объединяющего основные учения химии — термодинамики, кинетики, теории строения вещества и периодичности свойств элементов. [c.235]

Теория электрохимического перенапряжения была разработана применительно к процессу катодного выделения водорода, а затем распространена на другие электродные процессы. Основой этой теории служит классическое учение о кинетике гетерогенных химических реакций. Количественные соотношения между величиной перенапряжения г и плотностью тока / были получены при использовании принципа Бренстеда о параллелизме между энергией активации 7а и тепловым эффектом <3р (или изобарным потенциалом АО) в ряду аналогичных реакций. Квантовомеханическая трактовка электродных процессов начала формироваться лишь сравнительно недавно, хотя отдельные попытки в этом направлении предпринимались уже начиная с середины 30-х годов (Герни, О. А. Есин и др.). Основные исследования в этом направлении были выполнены Бокрисом, Догонадзе, Христовым и др. [c.346]

Исследование гетерогенных химических реакций проводят в проточно-циркуляционных установках, представляющих собой реакторы с малой степенью превращения вещества С,- и с принудительной щирк ляцией реагентов. Режим циркуляции выбирается таким, чтобы в объеме реактора практически отсутствовали градиенты температуры и концентраций. В процессе проведения экспериментов изменяют начальные концентрации реагентов jo, время пребывания 0 остается постоянным. Скорость реакции по веществу С,- в проточно-циркуляционном реакторе определяется по формуле (X. 1,а), результаты экспериментов представляются таблицей соответствий ( . / = U 2,. .., п Я, = 1, 2,. .., d). [c.256]

Когда с переносом заряда сопряжена гомогенная или гетерогенная химическая реакция, к омическому и емкостному членам следует прибавить дополнительные сопротивления и емкость поляризации и СГеришер рассмотрел как гомогенные [204], так и гетерогенные [205] реакции в рамках кинетики первого или псевдопервого порядка. Его анализ применим также к сопряженным химическим реакциям более высокого порядка, поскольку при малых отклонениях от равновесия кинетика имеет линейный характер. Как и в других методах отклонения электрода от равновесия, константу скорости гомогенной реакции можно найти лишь в том случае, если из других исследований известна соответствующая константа равновесия. Частотные зависимости компонент поляризации гетерогенной и гомогенной реакций весьма близки, и поэтому однозначно разделить эти два случая на основе одних только импедансных измерений довольно трудно. [c.243]

При выводе уравнений (2. 269) и (2. 270) был сделан целый ряд упрощений. Так, уравнение (2. 265) верно в основном только до тех пор, пока поверхностная концентрация соответствует степени заполнения 0 <С 1. При больших степенях заполнения появляются отклонения, которые будут более подробно рассмотрены на примере водородного электрода. Кроме того, уравнение (2. 243а) для скорости реакции является упрощенным, так как не всегда влияние концентрации вещества может быть описано с помощью простой величины порядка реакции р, особенно для гетерогенных реакций. Для этих более сложных случаев было бы необходимо проводить специальные исследования зависимости тока от потенциала на основе вышеизложенных принципов. Наряду с обычными гетерогенными химическими реакциями примером такого более сложного случая может служить растворение и осаждение металлов, если присоединение или уход атома из кристаллической решетки становятся замедленными процессами. Такого рода торможение и наблюдающееся в результате этого перенапряжение кристаллизации подробно рассматриваются в 75. [c.277]

Рассмотрена динамикй физических и химических явлений, происходящих при геологических процессах,— теплопроводности, плавления, кристаллизации, растворения, гетерогенных химических реакций. Даны математические модели природных (метасоматического, магматического, гидротермального и экзогенного ин-фильтрационного рудообразующих, гипергенных) и искусственных (подземного выщелачивания руд, генерирования пара в подземных пластах-коллекторах) геохимических процессов. Модели сопоставлены с результатами экспериментальных исследований и с конкретными геологическими данными. Освещены теоретические основы количественных методов оптимизации подземного выщелачивания руд. [c.2]

Процесс выращивания методом испарения и конденсации простого однокомпонентного вещества в глубоком вакууме считается самым простым и управляемым. Однако практика последних лет показывает, что наиболее совершенные эпитаксиальные пленки с контролируемыми и воспроизводимыми электрофизическими параметрами получаются в процессах роста, когда кристаллизующееся вещество выделяется на подложке в результате гетерогенной химическоД реакции. Равновесие между поверхностью кристалла и внешней фазой определяется в случае вакуумного напыления величиной давления насыщенных паров, а в случае химических процессов — величиной константы равновесия химической реакции между веществом образующегося кристалла и всеми газообразными компонентами реакции. Исследование равновесия между вы 1еляющейся твердой фазой и газообразными компонентами гетерогенной химической реакции требует детального изучения всех возможных параллельных и последовательных реакций и температурных зависимостей их констант равновесия. При этом надо учитывать и то, что на начальных стадиях роста возможны реакции между материалом подложки и компонентами реагирующей газовой смеси. Из этого следует, что процессы вакуумного напыления значительно проще для исследования. [c.276]

Наиболее вероятной причиной ускорения катодных реакций при одновременно протекающем анодном окислении восстановителя следует считать изменение состояния поверхности катализатора (например, удаление пассивных пленок). Действующим агентом являются, видимо, промежуточные или конечные продукты окисления восстановителя, так как имеется связь между ускорением катодной реакции и интенсивностью одновременной анодной реакции. Очевидно, что взаимодействие продуктов окисления восстановителя с поверхностью катализатора, изменяющее его состояние, должно быть неэлектрохимическим, следовательно, в процессе участвуют и химические реакции. Ускорение анодного окисления гипофосфита в условиях химического никелирования связано, вероятно, с обновлением поверхности никеля как установлено рядом исследований [52], анодное окисление Н2РО2 лимитируется гетерогенной химической реакцией, которая должна быть чувствительна к состоянию поверхности металла. [c.74]

Область научных интересов изучение процессов адсорбции и химических реакций на поверхности твердых тел, развитие и использование поверх-ностно-чувствительных физических методов для in-situ исследований механизмов гетерогенных каталитических реакций, исследование процессов формирования активного компонента гетерогенных катализаторов, разработка способов управляемого синтеза гетерогенных катализаторов с заданными свойствами, в том числе наноразмерных систем является высококвалифицированным специалистом в области физико-химии поверхности и гетерогенного катализа. Его работы хорошо известны в стране и за рубежом. Они регулярно представлены на отечественных и международных конференциях и в приглашенных выступлениях. [c.120]

Материал книги условно можно разделить на три части. Поскольку гетерогенные химические реакции, как это сейчас хорошо известно, отличаются от реакций в газах и кидкостях, первая часть посвящена описанию специфических особенностей гетерогенных реакций (протеканию реакции через образование зародышей продукта и их рост, локализации процесса на границе раздела фаз и т. д.). Эти особенности — причина того, что исследование гетерогенных процессов требует специальных методики и техники эксперимента. Поэтому вторая часть относится к экспериментальным методам. Автор подробно изложил правила выбора оптимальных условий для исследования конкретных систем, приемы, необходимые для выделения кинетической стадии из сложной цепочки последовательных процессов. характерных для гетерогенных реакций, правила выбора оптимальных условий массо- и теплопередачи в экспериментальной установке для изучения кинетики гетерогенных реакций и т. д.— все это может окасался весьма ценным для исследователей-экспериментаторов. [c.5]

Большие возможности исследования процессов возбуждения гетерогенных химических реакций на границе раздела полупроводник — ре-акционпоспособная среда, в случае водных растворов, дают электрохимические методы. Изучение электрохимических параметров систем металл — окись металла — раствор позволяет глубоко проникнуть в механизм возбуждения гетерогенных химических процессов при воздействии на систему различных факторов (электрического поля, излучения) и связать характер каталитических и сенсибилизированных процессов с электронными и другими характеристиками полупроводника (окиси ме-талла)-катализатора (сенсибилизатора). [c.43]

Совместное проведение химических реакций с некоторым разделением реакционной смеси в одном и том же аппарате составляет предмет довольно много-числепны.ч исследований, а также является одним из технологических вариантов проведения процессов на практике. В качестве предмета исследования совмещенный процесс рассматривается в основном с позиций взаимного влияния массопереноса и химической реакции. Эти вопросы изучает макрокинетика и теория процессов массопередачи. Как технологический вариант проведения процессов в практике совмещенный процесс используется потому, что часто оказывается наиболее выгодным и сравнительно простым. Рациональное использование явлений переноса массы в момент проведения химической реакции обеспечивает до-Аолнительные возможности процессу как в кинетическом, так и в термодинамическом аспектах. Условия равновесия в системе с химическим взаимодействием компонентов могут быть рассмотрены в рамках термодинамики гетерогенных систем. [c.186]

Дальнейшее развитие учения о катализе шло как по пути накопления экспериментальных данных, разработки способов приготовления активных катализаторов, открытия и изучения новых каталитических процессов, внедрения катализа в химическую промышленность, так и по пути развития теории гетерогенного катализа. Однако успехи теоретиков были значительно более скромными, чем успехи экспериментаторов. И это не случайно. Хотя принципиальной разницы между каталитическими и некаталитическими процессами нет, и те и другие подчиняются основным законам химической кинетики, в обоих случаях система реагирующих веществ проходит через некоторое особое, обладающее повышенной энергией активное состояние, в гетерогенных каталитических реакциях наблюдаются специфические особенности. Прежде всего появляется твердое тело, от свойств и состояния которого существенно зависят все явления в целом. Поэтому не случайно, что успехи теории гетерогенного катализа неразрывно связаны с развитием теории твердого тела. Поскольку процесс идет иа поверхности, знание строения поверхности катализатора оказывается решающим для развития теории катализа. Отсюда вытекает тесна я связь развития теории катализа с развитием экспериментального и теоретического изучения адсорбционных явлений. Сложность кетероген-ных процессов, присущие им специфические черты, приводят к тому, что теоретические исследования в этой области не завершилась еще построением теоретических концепций, на базе которых можно было бы обобщить имеющийся фактический ма-териал. Пока можно только говорить о наличии нескольких теорий, в первом приближении обобщающих те или иные экс- периментальные данные. [c.294]

Качественное исследование систем уравнений, оиисывающих стационарные режимы работы гетерогенных каталитических реакторов, свидетельствует о множестве стационарных состояний. Причинами множественности стационарных состояний являются нелинейности кинетики химических реакций, а также транспортные эффекты, среди которых наиболее существенны тепло- и массоперенос между поверхностью зерен катализатора и реакционным потоком, перемешивание потока в радиальном и осевом направлениях отвод (подвод) тепла, выделяющегося (поглощающегося) в ходе химических реакций [1, 2]. [c.281]

Рассматриваемый здесь подход к описанию релаксации скорости гетерогенной каталитической реакции является феноменологическим, потому что он основывается на явлениях и зависимостях, которые регистрируются соответствующими химическими экспериментами, а их математическим описанием служит система (1.8), параметры которой могут быть найдены экспериментально. Эта система передает лишь существенные стороны явления и, будучи в этом смысле упрощенной, никак не может заменить или исключить необходимость исследования нестационарной кинетической модели процесса. Поскольку система (1.8) является линейным приближением общей задачи (1.7), то она, строго говоря, может быть применима для анализа малых отклонений от квазистационарпого состояния. Однако часто ее можно с достаточной степенью точности использовать и за пределами области линейного приближения. В работе [34] приведены примеры исследования динамических свойств поверхности катализатора при протекании процессов различной степени сложности. Полученные данные сравнивались с результатами, найденными из анализа математического описания (1.8), в которое подставлялись значения М и Р, оцененные из исходного выражения типа (1.7а). Из сравнения релаксационных кривых следовало, что в широком диапазоне концентраций и констант скоростей стадий наблюдаемые скорости химического превращения с небольшой но- [c.19]

Наличие точного решения диффузионной задачи для системы электродов диск — кольцо подводит строго количественную базу для применения метода ВДЭК к исследованию кинетики многостадийных реакций. Теория позволяет найти связь между предельным током на кольцевом электроде, током на диске и константой скорости превращения фиксируемого на кольце промежуточного продукта в конечный. Конкретный вид решения уравнения конвективной диффузии определяется типом реакции, приводящей к исчезновению интермедиата. Точное аналитическое выражение для тока на кольце существует лишь для случая превращения нестабильного промежуточного продукта в конечный в результате гетерогенной (электрохимической или химической) реакции первого порядка. Оно может быть представлено в виде формулы (6.26) или посредством эквивалентного ей выражения [c.213]

Изучение ршстационарной кинетики началось недавно. Но уже сейчас можно видеть, как важен и широк ее объект, насколько реальнее она подходит к исследованию химических систем, организация которых сложна в том отношении, что она динамична, эволюционна. Углубление в сущность гетерогенно-каталитических реакций, познание их элементарных стадий, учет влияния распределения энергии по степеням свободы исходных веществ и продуктов реакции настоятельно требуют и новых методов исследования нестационарных систем и теоретических обобщений полученных результатов. [c.207]

Лазерное инициирование - относительно новое направление исследования возбуждения химических реакций в твердых веществах. Интерес к нему вызван как физикой процессов, гак и перспективами его использования во взрьшных технологиях. Теоретический аспект проблемы заключается в исследовании механизма возникновения и развития быстро протекающих (детонационных) процессов в гомогенных и гетерогенных средах под действием лазерного излучения. ГГрактичсская реализация результатов исследования заключается в разработке лазерных средств инициирования (ЛСИ) широкого применения. Востребованность средств инициирования нового поколения обусловлена их повышенным уровнем безопасности и надежности по сравнению с фадиционными электрическими средствами инициирования. [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология