Жидкие фазы участие в химических реакциях

По фазовому состоянию реагентов реакции бывают гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные). В гомогенных реакциях все взаимодействующие вещества находятся в одной фазе — газовой, жидкой ипи твердой. Зоной реакции при проведение гомогенных реакций служит весь реакционный объем. В гетерогенных процессах реагенты, принимающие участие в реакции, находятся в разных фазах. В реакционном объеме одновременно находятся две или более фаз, а химическая реакция протекает на границе разде.ча фаз или в объеме одной из фаз. Гетерогенные двухфазные реакции в зависимости от агрегатного состояния исходных веществ бывают следующих типов [c.226]

В настоящее время в химической кинетике все более четко прослеживается переход от традиционных исследований реакций в газовой и жидкой фазах к изучению реакций в твердых телах и при низких температурах. Низкие температуры открывают перед исследователями уникальные возможности по изучению кинетики и механизма химических реакций с участием малостабильных активных частиц, процессов, туннелирования электрона и протона. [c.6]

Чтобы лучше понять закономерности кинетики гетерогенно-ката-литических процессов, целесообразно рассмотреть специфические особенности катализа на поверхности раздела фаз. В гомогенном катализе катализатор выступает в молекулярной форме, в гетерогенном катализе катализатор выступает в форме совокупности большого числа молекул или атомов, образующих отдельную фазу. Так, например, в коллоидной частице платины сосредоточено 10 10 атомов, из них менее 1 % расположено на поверхности частицы. В скелетном никеле число атомов в частице радиусом 50 мкм равно 10 , из них только несколько процентов находится на поверхности раздела фаз. Следовательно, в гетерогенном катализаторе только незначительная часть атомов или молекул катализатора может непосредственно взаимодействовать с молекулами реагирующих веществ. С увеличением 5уд возрастает доля молекул или атомов, находящихся на поверхности раздела фаз, возрастает и каталитическая активность. Однако диспергирование катализатора до молекулярной степени дисперсности необязательно приведет к максимальной активности катализатора. Активность при этом может проходить через максимум и снижаться до нуля. Активные центры на поверхности катализатора могут включать несколько атомов или атомных групп. Их каталитическая активность может зависеть от атомов и молекул, находящихся во втором, третьем или п-м слоях атомов и молекул. Тогда переход к молекулярной степени дисперсности приведет к разрушению активного центра и к потере активности катализатора. В гомогенно-каталитических реакциях в растворах молекулы катализатора равномерно распределены по всему объему жидкой фазы. В гетерогенном каталитическом процессе молекулы или атомы, принимающие участие в элементарном каталитическом акте, сосредоточены в очень малом объеме, ограниченном поверхностью катализатора и толщиной слоя раствора (газа) Л, равной расстоянию, на котором начинают существенно проявляться силы притяжения между молекулами реагирующих веществ и поверхностью катализатора. Принимая /г 10 м и 5уд 100 м г"1, рассчитаем объем реакционного пространства, в котором протекает элементарный химический акт [c.636]

Химические процессы в производстве катализаторов весьма разнообразны. Они могут проходить гомогенно в жидкой или газовой фазе и в гетерогенных системах. Широко применяют гетерогенные процессы, в которых химические реакции сопровождаются диффузией и переходом компонентов нз одной фазы в другую. В системе газ — жидкость часто используют процессы хемосорбции газовых компонентов и обратные процессы десорбции с разложением молекул жидкой фазы. В системе газ — твердое вещество также применяют хемосорбцию и десорбцию в системах жидкость — твердое вещество и жидкость — жидкость — избирательную экстракцию с образованием новых веществ в экстрагенте. Сложные многофазные процессы с образованием новых веществ происходят при термообработке катализаторов. При этом, как правило, в общем твердофазном процессе принимают участие появляющаяся при нагревании эвтектическая жидкая фаза или компоненты газовой фазы. [c.96]

Химия веществ в твердом состоянии охватывает все химические процессы, которые протекают с участием веществ в твердой фазе. Частным случаем таких реакций являются реакции твердых веществ с жидкостями и газами. Реакции твердых веществ имеют некоторые особенности по сравнению с реакциями в растворах. В жидкой фазе, как правило, диффузионные процессы протекают довольно быстро, что способствует сильному сближению ингредиентов реакции, находящихся в растворе в виде сольватированных ионов, молекул или комплексных частиц. Протекание суммарной реакции,. [c.430]

Объединение ионов в пары и более сложные агрегаты влияет на электропроводность растворов и отражается на химической активности ионов в гомогенных реакциях, в частности с участием органических соединений. Поэтому концепция ионных пар широко используется при интерпретации механизма и закономерностей ионных реакций в жидкой фазе. [c.54]

Жидкая фаза не содержала бы ассоциатов или комплексов только в том случае, если свободная энтальпия имела бы минимум при = I, Хг,. .., X, = 0. В этом случае при заданных внешних условиях (определенных Т п Р) молекулы, обозначенные индексом 1 , были бы в жидкой фазе вполне устойчивы. Но в действительности жидкости всегда содержат целый ряд различных химических частиц, ассоциатов, комплексов и т. д., получающихся в ходе реакций с участием молекул сорта 1 . Поэтому термодинамически устойчивой жидкой фазой всегда является раствор ассоциатов, состав которого определяется значениями лГр обращающими О в минимум. Расчет функции С (х1,..., лгр...,х — задача статистической механики. Трудности, связанные с решением этой задачи, для жидких систем пока еще не преодолены. [c.106]

Процессы, протекающие в реакторе, очень сложны. Во время химической реакции в реакторе происходит не только изменение состава в результате этой реакции, но и процесс теплообмена (вследствие поглощения тепла, выделяющегося при реакции, или подвода тепла к реактору, а в некоторых случаях и отвода тепла). Теплообмен может привести к обратному влиянию на скорость реакции (константа скорости завнсит от температуры). Кроме того, изменяется давление в реакторе (при реакциях в газовой фазе), что также изменяет скорость реакции и соотношение потоков. При реакциях в жидкой фазе следует учитывать изменение уровня. Скорость реакции зависит от концентрации веществ, принимающих участие в реакции. Характер этой зависимости отражается на другой реакции. Решение системы уравнений, описывающих все эти одновременно протекающие реакции, мон<ет дать представление о взаимно. влиянии всех протекающих в реакторе процессов. Такое решение было бы громоздким и не очень наглядным. К тому же динамика уровня, давления и распространения тепла обсуж- [c.519]

Обжигом называют многие высокотемпературные химикотехнологические процессы с участием твердых и газообразных реагентов. При обжиге твердых материалов могут происходить разнообразные процессы, в том числе возгонка, пиролиз, диссоциация, кальцинация в сочетании с химическими реакциями. Реакции могут протекать в твердой фазе, между компонентами твердой и газовой фаз и, наконец, в газовой фазе. В процессе обжига нередко происходит частичное плавление твердого материала появляется жидкая фаза, также взаимодействующая с другими. Одним из основных физико-химических явлений, протекающих при обжиге твердых материалов, будет их термическая диссоциация, т. е. разложение молекул на более простые. Диссоциация твердых веществ сопровождается обычно образованием газообразных продуктов диоксида углерода, диоксида серы, водяного пара. Один из видов диссоциации при обжиге — кальцинация, т е. удаление конституционной воды (связанной в виде гидратов) и диоксида углерода. [c.170]

В ряде систем протекают химические реакции, сопровождающиеся образованием новых фаз или выделением газов, полиморфные превращения, изоморфные замещения и другие процессы. Из них наиболее существенны процессы уплотнения и рекристаллизации в присутствии жидкой фазы, например вязкого силикатного расплава. Последний играет роль связки, цементирующей твердую фазу и не вступающей с ней в химическое взаимодействие. В отдельных случаях связующий компонент реагирует с поверхностным слоем твердой фазы наполнителя. При этом объем кристаллов наполнителя увеличивается за счет образования новых слоев, и отдельные микрокристаллы новообразований взаимодействуют между собой. Постепенно они срастаются друг с другом в один общий каркас. При анализе этих процессов необходимо учитывать диффузионное взаимодействие с участием жидкой фазы. [c.244]

Химия вяжущих систем, в том числе и клеев,— это химия концентрированных дисперсий, поскольку клей при отвердевании часто переходит в дисперсию, твердая фаза которой имеет развитую поверхность. В таких системах жидкая фаза находится в особом состоянии. Так, в результате воздействия поверхностных полей твердой фазы диэлектрическая проницаемость воды падает до 2—10, и вода потеряет способность быть растворителем и диссоциировать (ионизировать) электролиты. Причем реакции в такой пленочной воде приводят к генерации новых фаз в высокодисперсном и аморфизированном состоянии. Следовательно, реакции в концентрированных дисперсиях способствуют получению веществ с развитой поверхностью (химическое диспергирование) и высокой активностью, что и вызывает высокую активность и клеящую способность. При использовании клеев часто конденсация заканчивается стеклованием, но и этот процесс протекает с участием воды в особом состоянии — структурированном, и структурированное состояние клея предшествует стеклованию. [c.6]

Если же реакция проходит с участием одного или нескольких компонентов в жидкой фазе, то повышение давления позволяет увеличить температуру реакции вплоть до критической температуры жидкого вещества и тем самым повышает во много раз скорость химического процесса. [c.9]

Обжигом называют многие высокотемпературные химико- технологические процессы с участием твердых и газообразных реагентов. При обжиге твердых материалов могут происходить, весьма разнообразные процессы, в том числе — возгонка, пиролиз, диссоциация, кальцинация в сочетании с различными химическими реакциями. Реакции могут протекать в твердой фазе, между компонентами твердой и газовой фазы и, наконец, в газовой фазе. В процессе обжига нередко происходит частичное плавление твердого материала появляется жидкая фаза, также взаимодействующая с другими фазами. [c.117]

При нагревании смеси твердых материалов (шихты) химические реакции могут идти как непосредственно между твердыми веществами, так и между твердыми веществами и газом или между твердым и жидкостью, образующейся при плавлении компонентов шихты. Однако реакции между твердыми веществами без участия газовой или жидкой фазы, вследствие малой поверхности соприкосновения фаз и малых скоростей диффузии реагентов, идут обычно с настолько небольшой скоростью, что не имеют большого практического значения. [c.122]

Известно, что процессы получения многих керамических изделий, а также цементов в некоторой мере происходят за счет взаимодействия между твердыми веществами, при температурах ниже температуры появления заметных количеств расплава. Среди перечисленных выше элементарных процессов при нагревании шихты в твердой фазе происходит изменение кристаллических решеток, образование твердых растворов, диффузия и химические реакции. При отсутствии жидкой или газовой фазы диффузия реагентов и химические реакции идут с очень малыми скоростями. Фактически в промышленных условиях реакции в кристаллических смесях происходят при участии жидких и газовых фаз, образовавшихся в небольших количествах в результате диссоциации, возгонки и плавления кристаллов. Плавление часто происходит благодаря присутствию в твердой смеси добавки или примеси плавня (минерализатора), образующего легкоплавкие эвтектики с компонентами смеси. [c.353]

Каталитические реакции в ряде случаев проводят в жидкой фазе или с участием реагента, растворенного в жидкости. При этом катализатор может находиться в жидкости в виде суспензии. Использование таких систем обьгано для химической промышленности, особенно при гидрогенизации. На установках малой производительности используются реакторы периодического действия, конструктивно оформляемые в виде автоклавов с мешалками. [c.108]

В конечном счете в системах с увеличивающейся в ходе реакции топологической сложностью молекул, в системах, в которых имеет место переход в рамках жидкой фазы из жидкого агрегатного состояния в твердое (высокоэластическое или даже стеклообразное), скорость процесса образования сетчатого полимера будет определяться на каждом этапе соотношением констант скорости собственно химического акта взаимодействия функциональных групп и различных релаксационных процессов (локальных или сегментальных) с их участием. [c.68]

Скорость химических реакций, протекающих с участием газовой фазы, пропорциональна отношению давлений в степени п — 1, где п — показатель порядка реакции. Следовательно, скорость наиболее распространенных бимолекулярных реакций пропорциональна давлению. В ряде случаев повышение скорости процесса может быть достигнуто путем повышения интенсивности перемешивания, которое способствует переходу газа в жидкую фазу Б такой же степени, как и повышение давления. [c.187]

Еще одна особенность реакций, протекающих в замороженных растворах, связана с влиянием посторонних соединений, не принимающих непосредственного участия в процессе. Замечательно, что при внесении в раствор эти вещества не оказывают никакого влияния на скорость реакции, но после замерзания начинают как бы конкурировать с реагентами, тоже концентрируясь в жидкой фазе и мешая протеканию основной химической реакции. Справедливости ради следует сказать, что в некоторых случаях введение посторонней добавки в раствор может ускорить реакцию при замораживании это происходит тогда, когда добавленное вещество, концентрируясь в жидкой фазе вместе с реагентами, каким-либо специфическим образом ускоряет реакцию, например, изменяя полярность растворителя. [c.86]

VI. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ФАЗ [c.256]

В таблицу не помещена реакция между твердыми фазами, которая во многих случаях проходит с участием жидкой или газовой фаз, образующихся во время реакции. При ояисании таких превращений необходимо учитывать химическую реакцию, диффузию возникновение газовой фазы в результате диссоциации или йена рения, появление жидкой фазы (плавление) и кристаллизацию Поскольку участие жидкой и газовой фаз в реакциях между твер дыми фазами имеет, как обнаружилось, основное значение для вы яснения их механизма, эти реакции можно подразделить на четыре группы 1) проходящие при непосредственном взаимодействии реагентов в твердой фазе 2) проходящие с участием газовой фазы [c.243]

В работах, связанных с созданием пульсационной аппаратуры для процессов экстракции, сорбции, растворения, выщелачивания, смешения фаз, показана высокая эффективность искусственно создаваемых нестационарных гидродинамических процессов, протекающих с участием жидкой фазы [10]. Наиболее наглядно это видно на примерах аппаратов идеального перемешивания, в которых протекает реакция второго порядка (см., например, [И, 12]). Производительность реактора в нестационарных режимах возрастает по сравнению со стационарным на величину, пропорциональную квадрату амплитуды пульсаций входных концентраций, достигая максимальных значений при очень низких частотах. Производительность реактора становится еще больше, если периодически изменяется не только состав, но и расход, особенно, если амплитуды этих пульсаций велики и находятся в противофазе. Нестационарные режимы оказались наиболее эффективными в тех случаях, когда выражения для скоростей химических превращений имели экстремальные свойства или реакции были обратимыми. Особенно действенным каналом возбуждения для многих нестационарных процессов является температура теплоносителя. Для последовательных реакций в реакторе идеального перемешивания при неизменной температуре можно добиться увеличения избирательности, если порядки основной и побочной реакций отличаются друг от друга. [c.5]

По данной теме разрабатывались теоретические основы следующих комбинированных процессов измельчение-механоактивация-сублимация-сушка измельчемие-механоактивация-классификация-химическая реакция измельчение-механоактивация-смешение диспергирование-механоактивация коллоидных систем диспер1ировапие-механоактивация-химическая реакция с участием жидкой фазы. [c.38]

Керамические оксидные материалы [450] обычно готовят смешиванием исходных оксидов или солей металлов с последующим обжигом. В зависимости от плотности, обусловленной химическим и гранулометрическим составом исходных веществ и степенью обжига, керамические материалы подразделяют на пористые (водопоглощение более 5 %) и спекшиеся (водопоглощение менее 5 %). Применения керамических материалов самые разнообразные, в том числе технические (электро-, радио- и др.). При обжиге керамической массы протекают сложные физико-химические процессы (дегидратация, диссоциация, полиморфные превращения, реакции окисления и восстановления и др.). Степень спекания повышается с ростом температуры, и при этом снижается пористость и уменьшаются размеры образца, увеличиваются его прочность, химическая стойкость и диэлектрические свойства. Во многих случаях процессы спекания керамик протекают с участием жидкой фазы, образующейся из основных кристаллических фаз и способствующей образованию эв-тектик. [c.312]