Столкновения соударения частота

При малом размере пор, когда длина свободного пробега молекул много больше радиуса пор, фактором, определяющим скорость диффузии, становится частота соударений со стенками пор. Такая диффузия называется молекулярной, или кнудсеновской. При столкновении адсорбирующихся молекул с поверхностью они некоторый интервал времени фиксируются на активных центрах адсорбента и только после этого, благодаря тепловому движению, удаляются в газовую фазу. Коэффициент молекулярной диффузии определяется средней тепловой скоростью движения молекул и и диаметром поры d [c.186]

Таким образом, реакции в жидкостях, несмотря на меньшую частоту соударений, могут протекать в целом быстрее, чем в газах, поскольку при этом время взаимодействия молекул при каждом столкновении значительно больше. Эффект растворителя, удерживающего реагирующие молеку.лы в зоне взаимодействия относительно долгое время, называется клеточным эффектом, а само взаимодействие за это время именуется реакцией в клетке . [c.33]

Б. Частота столкновений молекулы, движущейся в неподвижном газе. Рассмотрим движение единичной молекулы со скоростью с в газе, состоящем из идентичных неподвижных молекул. В этом случае молекула будет двигаться зигзагообразно с постоянной скоростью с, причем между соударениями ее движение будет прямолинейным. [c.139]

Частота столкновений молекул А с молекулами В в растворе равна рассчитанной выше частоте соударений, умноженной на пв — мольную долю В. Для сильно разбавленных растворов гев Ar/As- [c.426]

Почему нагревание вызывает столь значительное ускорение процесса Так как скорость реакции пропорциональна частоте столкновений между молекулами, то, на первый взгляд, это легко объяснить учащением соударений реагирующих частиц. Однако это предположение не подтверждается — скорость движения частиц при нагревании на 10° увеличивается всего лишь на 1—2%. Кроме того, если бы необходимым и достаточным условием протекания реакций являлось лишь соударение частиц, то нельзя было бы объяснить различие в скоростях процессов при одинаковых концентрациях реагентов было бы непонятным и действие катализатора, и его специфичность, и многое другое. Да и если бы каждое столкновение оканчивалось актом взаимодействия, то все реакции протекали бы со скоростью взрыва ведь молекулы, содержащиеся в 1 см газа, испытывают ежесекундно такое колоссальное число соударений, что ему отвечают скорости, превышающие экспериментальные в сотни миллиардов раз. Последнее соображение не перечеркивает обоснования уравнения вида (111.2), так как число столкновений, приводящих к реакции, пропорционально общему их числу. [c.108]

При столкновении двух струй жидкости создается плоская волнистая струя воды, которая местами разрушается и распадается на группы капель под воздействием волн, образующихся в жидкости в точке соударения струй. Частота волн возрастает при увеличении скорости струи и уменьшении угла соударения, возрастая до 4 кГц и образуя множество мелких капель. Вязкость жидкости [c.404]

Число соударений между частицами имеет фундаментальное значение для скорости коагуляции, поскольку слипание двух частиц может произойти, если только они столкнутся. Однако не всякое соударение эффективно, т. е. не при каждом столкновении частицы непременно слипаются. Эффективность соударений между ними определяется прежде всего свойствами их поверхности. Даже малые количества адсорбирующихся веществ, добавленные к раствору, могут сильно изменить эти свойства, а следовательно, и эффективность соударений. Последняя может возрасти до такой степени, что все или почти все соударения приводят к слипанию, и тогда скорость коагуляции, определяющаяся уже только частотой соударений, становится независящей от свойств поверхности и не изменяется при дальнейшем добавлении адсорбирующихся веществ. Такая коагуляция называется быстрой. Когда же не все соударения эффективны, мы говорим о медленной коагуляции. Ее скорость определяется как числом соударений, так и их эффективностью. Очевидно, этот случай сложнее, чем первый. [c.193]

В. Мак-Льюис сформулировал теорию соударений и предложил трактовку предэкспоненты А как фактора частоты столкновений для бимолекулярных реакций (появление теории столкновений). [c.370]

В некоторых случаях может меняться порядок реакции в зависимости от давления. Если активация молекулы для приведения ее в неустойчивое состояние происходит благодаря двойным соударениям и активированная молекула живет весьма недолго по сравнению с промежутком времени между этими столкновениями, то, очевидно, наиболее медленной стадией всего процесса и окажется время активирования. Как известно, скорость сложного процесса определяется скоростью самой медленной его стадии, поэтому суммарная скорость будет зависеть от частоты двойных соударений, и, таким образом, реакция пойдет по второму порядку. Эта картина будет наблюдаться при относительно низких давлениях, когда частицы сталкиваются сравнительно редко. [c.178]

Вернемся к уравнению Аррениуса. Как уже говорилось, предэкспо-ненциальный множитель А отражает частоту соударений. Однако расчетная частота столкновений молекул газа обычно больше, чем А, найденная из графика (см. рис. 14.9). Возможное объяснение состоит в том, что эффективными являются не только соударения частиц с достаточной энергией, но необходимо еще, чтобы молекулы были соответствующим образом ориентированы в пространстве. Например, в реакции [c.339]

При высоких давлениях частота соударений резко возрастает и наряду с активирующими столкновениями [c.178]

Однако понятие порядка реакции не всегда отражает молекулярный механизм реакции. Это связано с тем, что не во всех случаях сразу после столкновения молекул происходит элементарный акт химического превращения. Часто при столкновениях сначала образуются промежуточные вещества, которые только несколько позже превращаются в продукты реакции. В таких случаях скорость реакции непосредственно не определяется частотой соударений частиц. Например, скорость превращения [c.129]

Для объяснения механизма взаимодействия частиц обычно используют две теоретические модели теорию эффективных столкновений и теорию переходного состояния. Чаще всего рассматривают механизм, предусматривающий соударения реагирующих молекул. Константа скорости является мерой частоты и эффективности соударений. На основании теории эффективных соударений для константы скорости химической реакции выведено уравнение [c.139]

Задача о частоте столкновения частиц в тепловом движении и скорости коагуляции нестабилизированных коллоидных систем, когда каждая встреча частиц приводит к их объединению (такой процесс называют быстрой коагуляцией ), была решена Смолуховским применительно к монодисперсной в исходном состоянии системе. В разбавленной системе вероятность одновременного столкновения трех частиц очень мала, и можно рассматривать только соударения двух частиц. Описание коагуляции поэтому сведется к серии последовательных бимолекулярных реакций между двумя одиночными частицами, одиночной и двойной и т. д. Тогда частота столкновения т-мерной частицы (агрегата, содержащего т первичных частиц) с и-мерной частицей определяется их концентрациями Пт и л [c.263]

Характеристическое время излучения, т. е. среднее время существования возбужденного атома или молекулы при потере возбужденного состояния вследствие излучения, составляет 10 с [16, с. 363]. На основе кинетической теории газов при температуре О °С и атмосферном давлении число столкновений, которое испытывает молекула, составляет около 7-10 в секунду. Это число пропорционально давлению газа. (Высокая температура газов пламени может снизить частоту столкновений примерно до 2-10 в секунду.) Из опытов по гашению флуоресценции и других данных следует, что при атмосферном давлении возбужденный атом может испытывать до 5-10 необходимых для дезактивации столкновений в секунду [8, с. 209]. При полном переходе от одного состояния к другому и характеристическом времени излучения 10 с частица испытывает около 50 столкновений. Локальное равновесие в распределении поступательной энергии частиц устанавливается очень быстро, для этого требуется всего несколько соударений. Следовательно, в обычных условиях при атмосферном давлении процессы активации и дезактивации вследствие столкновений, вероятно, играют значительно более важную роль, чем процессы излучения. [c.29]

Теория Аррениуса была разработана для бимолекулярных реакций в газовой фазе, но, как оказалось, ее можно применять для описания кинетики реакций в растворах. Молекулы растворителя, конечно, препятствуют столкновению молекул реагентов с такой же частотой, как в газе, зато после неудачного соударения частицы не расходятся далеко и могут сталкиваться повторно. Такие повторные соударения между молекулами уже могут быть эффективными. Некоторые реакции, как было показано, происходят с близкими скоростями как в газовой фазе, так и в растворе. [c.340]

Чтобы оценить константу скорости реакции, которая контролируется частотой столкновения частиц, мы должны определить, сколько раз в секунду одна из п частиц соударяется с другой в результате броуновского движения. Впервые подход к решению этого вопроса был разработан в 1917 г. Смолуховским [15, 16], оценившим скорость, с которой частица В диффундирует ко второй частице А и вступает с ней в реак-цию. Используя закон диффузии Фика, Смолуховский пришел к заключению, что число активных соударений в 1 мл за 1 с равно [c.15]

В рамках теории столкновений это вызвано следующими двумя различиями между газовой и жидкой фазами. Во-первых, тем, что в газе, если давление не очень высоко, частицы движутся по всему объему V и частота бимолекулярных столкновений го г зависит только от температуры Т, массы частиц тд и в и сечения соударения (гд и гь) [c.212]

Таким образом, мы видим, что в сильном магнитном поле, а также и при высокой частоте переменного поля последовательное описание влияния полей на частицы во время их соударения приводит к качественно новым результатам по сравнению с предсказываемыми кинетической теории, основывающейся на кинетическом уравнении с интегралом столкновений Больцмана. [c.301]

С другой стороны, увеличение размеров цепи могло бы приводить к значительному уменьшению скорости диффузии, т. е. с ростом длины цепи должна существенно падать частота соударений. Однако Флори отмечает, что в той же мере должно расти время столкновения, так что вероятность реакции в целом пе меняется. [c.9]

Тесная связь между поведением ионов в ИЦР-спектрометре с природой взаимодействия и частотой их столкновений с нейтральными молекулами является основой экспериментальных подходов, имеющих своей целью получение количественной информации о столкновениях, как приводящих, так и не приводящих к реагированию. Строго говоря, следует, конечно, делать различие между упругими столкновениями (не приводящими к изменению внутреннего состояния иона) и не приводящими к реакции, неупругими столкновениями (приводящими к изменению внутреннего состояния, но не в химическом составе), однако для тех экспериментальных данных, которые мы собираемся обсудить в этом разделе, такое разграничение несущественно, и все соударения данного типа мы будем относить к категории не приводящих к реакции (неэффективных). [c.372]

Пучок ионов с циклотронной частотой со облучается радиочастотным полем с несколько отличающейся частотой и. Возникающие интерференционные полосы (о)с — ю) гасятся ион-молекулярными столкновениями, что и позволяет измерять скорость процесса соударений. — Прим. ред. [c.373]

Из кинетической теории газов была выведена теория бинарных соударений для реакций в газовой фазе. В смеси двух газообразных веществ А и В их молекулы должны столкнуться, чтобы между ними произошла химическая реакция. Было показано, что частота столкновений Z пропорциональна произведению концентраций [А] [В]. При условии, что каждое соударение приводит к химическому превращению, скорость реакции будет равна частоте соударений. Частота столкновений между молекулами определена теоретически. В этом случае Скоросп. реакции константа скорости бимолекулярной реакции в газо-иаиного меньше частоты вой фазе должна быть порядка 10" дм -моль -соу и1рС11ий -с . Хотя действительно есть реакции, константа скорости которых такого порядка например [c.338]

Число столкновений тяжелой молекулы с легкими на единнч-ном пути равно 1//, где I — длина свободного пробега тяжелой молекулы. Частота столкновений равна vJl, где V — относительная скорость тяжелой и легкой молекул при соударении, которая практически совпадает со скоростью легкой молекулы из-за ее малой массы. Умножая импульс М У от двух столкновений на частоту столкновений v/l, мы получаем импульс пе- [c.12]

Используя модель упругого сферического соударения, можно вычислить частоту столкновения трех молекул А, В и С, рассчитав сначала стационарные концентрации бинарных комплексов АВ, ВС и СА. Если обозначить через Тдв, вс и Тса величины среднего времени жизни этих бинарных комплексов , то их стационарные концентрации ириближенно даются выражениями [c.271]

Кроме того, на разных стадиях цепных процессов протекают реакции, в которых сказываются особенности жидкофазных процессов, а следовательно, изменение физических свойств среды в ходе превращений. Так, при достаточно вязкой жидкости скорость квадратичного обрыва будет описываться уравнением (2.35) и определяться скоростью дпффузгп радикалов из клетки , в свою очередь определяемой вязкостью среды. Следует напомнить, что вязкость среды при окислении углеводородов может меняться на порядок и выше, а прп цепных процессах полимеризации — на многие порядки. Далее, скорость мономолекулярного распада таких реакционноспособных соединений, как иерекисп, озониды пли некоторые инициаторы полимеризации, зависит от времени между соударениями данного вида молекул. Это следует из теории моно-молекулярных реак ций Слеттера [25], согласно которой потенциальная и кинетическая энергии молекулы зависят от времени соударения с другими молекулами. Поскольку частоты столкновения молекул в клетке больше, чем вне ее, и зависят от вязкости среды, следует ожидать, что скорость распада инициаторов цепи, а следовательно, к скорость цепного процесса в целом также зависят от вязкости среды и меняются по ходу превращения. [c.44]

Так, например, при неупругих столкновениях обшивок ракет и самолетов с молекулами воздуха, за счет накопления энергий неупругих соударений, обшивки могут оплавляться, а молекулы азота и кислорода вступать в каталитические реакции с образованием окислов азота и другие [25-27]. Поэтому, если в каталитических и ферментативных реакциях для их ускорения необходимо повышать частоту и энергию неупругих соударений, то для снижения сопротивления трения газов и жидкостей на твердой поверхности требуется снижать частоту и энергию неупругих соударений. Автором монографии разработаны и внедрены в промышленность принципиально новые и более экономически эффективные способы повышения частоты и энергии неупругих соударений реагирующих веществ с катализаторами, которые способны повышать активность всех имеющихся в мире промышленных катализаторов [17], а также экономически эффективные способы снижения частоты и энергии неупругих соударений обтекающих газов и жидкостей о твердую поверхность, в результате которых снижается сопротивление их трения до 20% , а следовательно, сокращают расход топлива на единицу мощности двигателя, также на 20% [28]. Эти же методы повышения или понижения частоты неупругих соударений можно применить и для повышения нли понижения скоростей ферментативных реакций в клетках животных и растений, так как термодесорбируемые субстраты неупруго соударяются внутренними поверхностями "кармана" (щелей) глобул ферментов, а изотермически десорбируемые субстраты (химически превращаемые вещества ферментом) неупруго соударяются с поверхностью глобул фермента [15]. Отметим, что полярные С и М-концевые и боковые группы белковой части ферментов расположены на поверхности глобул ферментов [29-31], их вращательные и колебательные движения совершаются с целью повышения частоты и энергии неупругих соударений субстратов с поверхностью глобул ферментов. Поэтому скорость ферментативных реакций в 10 " раз превышает скорости химических [29]. [c.46]

Интересующие нас квантовые системы, как мы видели, обладают свойством изменять частоту излучения, вообще трансформировать энергию. Их внутренняя энергия складывается из электронной и вибрационной (тепловой) энергии, причем запас ее может пополняться или уменьщаться при взаимодействии, с излучением и с соприкасающимися веществами — другими квантовыми системами. Изменение уровня электронной энергии сопровождается изменением уровня вибрационной энергии и, наоборот, увеличение или уменьшение запаса последней влечет за собой соответствующее изменение электронной энергии. Дело в том, что упругие силы, действующие между атомами, зависят от энергетического состояния электронов в то же время шругие колебания атомов деформируют электронные оболочки, т. е. изменяют уровень энергии электронов. Другими словами, в твердом веществе существует электронно-фононное взаимодействие, причем передача и трансформация энергии происходят путем столкновения электронов с фононами. Представляя собой систему большого числа взаимосвязанных вибраторов, твердое вещество имеет сплошные спектры поглощения. Благодаря этому соударение с твердым телом возбужденных молекул или комплексов, в частности продуктов экзотермических реакций, позволяет им освобождаться от избыточной энергии, прежде чем наступает их диссоциация. Твердое тело может вместе с тем легко передавать из своих запасов дополнительную энергию адсорбированным молекулам или атомам и таким путем активировать их, что при определенных условиях позволяет ему служить катализатором химических реакций. [c.132]

Хотя инженеры-химики часто считают агломерацию частиц помехой (например, в линиях пневмотранспорта и псевдоожиженных слоях [107]), для удовлетворительной работы многих промышленных систем агломерация необходима. Хорошо известными примерами могут служить циклоны и электростатические сепараторы. В этих устройствах скорости миграции отдельных частиц часто слишком малы, чтобы обеспечить эффективную сепарацию. Однако при движении частицы разных размеров собираются в агрегаты. Такие агрегаты быстрее отделяются и уносят с собой много мелких частиц, остававшихся в потоке взвеси. Эти мелкие частицы иначе не были бы удалены. Хотя эта особенность сепараторов изучена слабо, ее последствия были уже отмечены. Например, эффективность сепарации в циклоне обычно значительно увеличивается [108] с ростом расхода твердых частиц и частоты соударений частиц. Ниже это явление соударения частиц будет рассмотрено более подробно и в том порядке, в котором происходит сам процесс. Можно сделать вывод, что скорость столкновений частиц может быть учтена без особых трудностей, поскольку необходимые для этого методы доступны современной вычислительной технике. Реальная трудность, представляющая серьезное препят- ствие, связана с постановкой задачи когезии в виде, которой был бы физически достоверным. [c.56]

Рамановская спектроскопия основана на исследовании спектров рассеяния света. При столкновении фотона с молекулой может иметь место упругое соударение, при котором фотон не теряет энергию, но изменяет направление своего движения. Такое рассеяние известно под названием рэлеевского и лежит в основе метода определения молекулярных весов соединений. Соударения могут быть также иеупругими они характеризуются тем, что энергия молекулы и фотона изменяется. Поскольку эти изменения носят квантовый характер и определяются колебательными и вращательными уровнями молекулы, анализ спектра рассеянного света (спектра Рамана) дает почти ту же информацию, что и обычный инфракрасный спектр. Необходимо, однако, помнить один момент правила отбора в этих двух случаях различаются. В инфракрасной спектроскопии разрешены одни переходы, в раман-спектро-скопии — другие. Таким образом, имеет смысл снять и тот и другой спектр исследуемого образца. До недавнего времени раман-спектроско-пия находила весьма ограниченное применение из-за малой интенсивности рассеянного света. Однако использование для возбуждения лазеров существенно повысило ценность указанного метода [16—20]. В качестве примера на рис. 13-4,5 приведен раман-спектр 1-метилурацила. Заметим, что интенсивность полосы амид II (относительно полосы амид I) в раман-спектре значительно меньше, чем в инфракрасном спектре поглощения. Особый интерес представляет резонансная раман-спектроскопия [19—21], где используется лазерный пучок с длиной волны, соответствующей длине волны электронного перехода. Рассеяние света при этом часто существенно усиливается на частотах, которые отличаются от частоты лазера на частоту рамановского рассеяния, происходящего на группах хромофора или на группах молекулы, соседствующей с хромофором. Несмотря на определенные экспериментальные трудности, указанный метод позволяет изучать структурные особенности какого-либо конкретного участка макромолекулы. [c.13]

Вероятность того, что частица покинет ядро в 1 сек, пропорциональна произведению числа столкновений частицы со стенками потенциальной ямы и вероятности выйти из нее при одном соударении. Чтобы определить порядок величины частоты V, можно рассмотреть движение частицы с постоянной скоростью V внутри потенциальной ямы с длиной 2а, при этом у=уЦа. В свою очередь порядок величины V можно грубо оценить, предположив, что размер потенциальной ямы определяется ноловиной длины волны де-Бройля для волновой функции частицы, т. е. что ка= к = к ту, откуда [c.173]

В этом выражении тд и тв — массы частиц А и В соответственно, ка — константа Больцмана. Константа скорости к также довольно слабо зависит от размера молекул и для сферических частиц варьирует от 4-10" до 11 10 М" с , т. е. немного больше чем на порядок превышает константу скорости для активных соударений. Молекулы газа сталкиваются и тут же отскакивают друг от друга. В растворе же они после первого столкновения продолжают сталкиваться с почти неизменной частотой, и в результате на каждое активное соударение приходится 100—200 столкновений двух частиц. Во время одиночного активного соударения частицы находятся вместе в клетке растворителя это об-, стоятельство является очень важным для протекания ферментативных реакций. [c.17]

Вь ра,кение (56.3) представляет собой интеграл столкновений Ландау п отвечает учету лишь парных соударений заряженных частиц. Формула (56,4) содержит вклад, обусловливаемый плазменными колебаниями. Поскольку частота плазменных волн определяется из условия oбpau oния в нуль действительной части диэлектрической ироницаемости, то в условиях малости затухания плаз.меп-ных колебаний в окрестности е = О, можно воспользоваться следующим соотношение.м [c.241]