Скорость химических реакций интегральное уравнение

Оба эти метода дают возможность выявить основные различия в активности, связанные со значительными изменениями какого-либо одного параметра (химического состава, структурных свойств и т. д.), если остальные параметры остаются без изменения. Вместе с тем сложной взаимосвязи между процессами сорбции, диффузии и, химической реакцией они не отражают. Более надежным способом, позволяющим избежать неправильных выводов при сравнении катализаторов с нестабильной во времени активностью, является экстраполяция конверсии на нулевое время. Этот метод обычно используют в тех случаях, когда реакция проводится в дифференциальном, а не интегральном реакторе. Однако, как правило, применяется он значительно реже, хотя известно, к какой путанице может привести, например, определение влияния соотношения Si/Al на каталитические свойства деалюминированного морденита, если однозначный способ определения активности отсутствует. Еще меньше можно назвать работ, в которых были проведены кинетические определения зависимости констант скоростей от скорости подачи сырья или парциальных давлений исходных компонентов -й продуктов реакции. Между тем, сравнивая активности, часто дйпускают, что реакции имеют первый порядок, и пересчитывают измеренные степени превращения в константы скорости. Принято также определять температурную зависимость активности и подставлять данные по конверсии при различных температурах в уравнение Аррениуса. Такой расчет будет правильным, если используются только начальные конверсии, потому что в этом случае можно избежать неточностей из-за разной скорости дезактивации катализаторов при различных температурах. Но даже и тогда расчет энергии активации совсем не обязательно приведет к Д,, характерной для данной химической реакции, которая протекает на определенном типе активных центров. Полученная величина Еа может в значительной степени отражать ограничения, связанные с диффузией и массопередачей. [c.56]

Дайте определение химической кинетики. 2. Перечислите основные факты из истории химической кинетики. 3. Каковы современные представления о механизмах химических реакций 4. Какие виды химических реакций вы знаете 5. Напишите уравнение Вант-Гоффа. 6. Приведите примеры простых и сложных реакций. 7. Дайте определение биокинетики. 8. Что общего и различного между биологической и химической кинетикой 9. Что такое кинетический эксперимент 10. Какие основные цели кинетического эксперимента 11. Дайте определение основных параметров кинетического эксперимента. 12. Какой наиважнейший параметр кинетического эксперимента вы знаете 13. От каких факторов зависит выбор метода исследования 14. Перечислите основные виды и участки кинетических кривых. 15. Для каких целей используются интегральные и дифференциальные кривые 16. Дайте определение скорости реакции. 17. Дайте определение константы скорости и порядка реакции. 18. Реакция образования сульфида кальция описывается уравнением Са + 5 -> Са5. Каков порядок данной реакции 19. Каковы размерности скорости, константы скорости и порядка реакции 20. Чем отличаются понятия скорость реакции , начальная скорость реакции 21. Скорость реакции Л + ВС- В следующим образом зависит от концентраций реагирующих веществ [c.25]

Однако решение общей системы уравнений, описывающей протекающий в реакторе процесс, не представляется возможным ввиду значительной сложности нелинейных дифференциальных уравнений переноса с коэффициентами (вязкость, коэффициент диффузии и т. д.), зависящими от искомого распределения температуры реакционной массы. Как и всегда при анализе сложных процессов, нужны приемлемые упрощения их описания. В теории химических реакторов принято полагать, что вместо сложного химического, теплового и диффузионного взаимодействия можно анализировать более простые предельные варианты процессов 1) скорость собственно химической реакции значительно меньше скорости подачи реагентов в аппарат и транспорта их из основной массы потока в зону непосредственного реагирования, при этом интегральная скорость всего процесса не зависит от интенсивности массообменных (диффузионных) процессов, а определяется кинетикой химической реакции (концентрацией и температурой реагентов),— это так называемая кинетическая область протекания процесса 2) скорость химической реакции велика и общий темп химического превращения определяется скоростью транспорта реагентов в зону реагирования,— диффузионная область [c.107]

Получаемые при постепенном вводе вещества С интегральные кривые (О будут отличаться от аналогичных зависимостей, полученных в аппарате периодического действия. Действительно, с (О зависят от скоростей химических реакций и изменения реакционного объема 1) во времени, т. е. от расхода 0 Ц). Вследствие этого для определения по (/) констант скоростей реакций или порядков реакций требуется составление уравнений, учитывающих скорости химических превращений и изменение объема У(/) во времени. [c.271]

Давление влияет на термодинамический потенциал АФ перехода реагирующей системы из исходного в активированное состояние. Этот эффект, как правило, является главным в интегральном изменении скорости химического процесса с давлением. В теории абсолютных скоростей химических реакций [1] константа скорости простой реакции выражается уравнением [c.319]

Однако поскольку измерять начальные скорости нелегко, предпочтительнее интегрировать кинетическое уравнение. Интегральное кинетическое уравнение дает соотно-щение между константой скорости и скоростью химического превращения. Вид уравнения зависит от порядка реакции. Некоторые простые кинетические уравнения приведены в табл. 2,1. [c.20]

Применительно к сложным химическим реакциям, осуществляемым в проточных реакторах идеального вытеснения (т.е. интегрального типа), справедливо следующее уравнение скорости реакции [c.19]

Для решения линейного уравнения (2.16) при переменном граничном условии (2.17) использованы интегральные преобразования Лапласа в результате получены уравнения для расчета значения мгновенного диффузионного потока передаваемого компонента на границе раздела фаз, т. е. мгновенной скорости массопередачи [47], и уравнение для расчета средней за время х/х х скорости массопередачи, осложненной химической реакцией [c.27]

Для определения области, в которой протекает реакция в том или ином аппарате, необходимо получить распределение продуктов реакции в зависимости от времени в этом аппарате. Проинтегрировав уравнение скорости реакции, получим аналитическую зависимость изменения концентрации интересующего нас продукта реакции от времени. Если полученная интегральная кривая будет хорошо аппроксимировать экспериментальную кривую расиределения продуктов реакции, то в зависимости от того, какого вида уравнение скорости реакции было рассмотрено, можно определить область протекания химической реакции. [c.88]

Как известно, математическое описание химических реакций оперирует с производными концентраций (скоростью реакции) и их связью со значениями самих концентраций. Выбор дифференциальных, а не интегральных уравнений для описания химических процессов обусловлен тем, что величины С) t) имеют вполне ясный физический смысл, в то время как параметры интегрального уравнения устанавливают лишь тот факт, что сами концентрации являются некоторыми функциями времени с = Су ( ), где / = 1, 2,..., п — число компонентов, участвуюш,их в реакции. [c.12]

Поскольку исследовать такое сложное интегральное уравнение трудно, рассмотрим интересующий нас предельный случай быстрых, по сравнению со скоростью изменения потенциала электрода, химических реакций ( 1 > 2 1 > > Во). [c.173]

Кинетическое уравнение можно записать двумя различными способами либо в виде зависимости концентрации реагента ог времени, либо в виде зависимости скорости реакции от концентраций реагентов. В энзимологии чаще пользуются второй формой, записи, в то время как в химии — первой. Химики отдают предпочтение, как правило, интегральным уравнениям скорости, имеющим то преимущество, что в них входят величины, непосредственно измеряемые экспериментально. Однако, как. видно из гл. 2, первые исследователи ферментативной кинетики, пытаясь применить обычные приемы химической кинетики для описания экспериментальных данных при помощи интегральных уравнений, встретились с большими трудностями. Эти трудности были в значительной степени преодолены благодаря работе Михаэлиса и Ментен [ИЗ], показавших, что более простой способ изучения кинетических свойств ферментов состоит в измерении начальных скоростей реакций. В этом случае можно пренебречь накоплением продукта и расходованием субстрата, которые осложняют анализ всей кинетической кривой. Нежелательным последствием широкого применения этого подхода явилось, однако, то, что биохимики теперь избегают применять интегральные уравнения скорости даже в тех случаях, когда это вполне оправданно. [c.198]

Для того чтобы стационарное пламя устойчиво распространялось по равновесной в исходном состоянии смеси, необходимо, чтобы вблизи начального состояния отсутствовала химическая реакция (/ = 0). Линеаризуя систему уравнений и ее первые интегралы около решений, соответствующих равновесным состояниям, получим системы уравнений, позволяющие исследовать характер особых точек, соответствующих равновесным состояниям. На рис. 5.2.1 дана схема поля интегральных кривых в плоскости (б, Т ), где д = (1Т (1х, при тепловом режиме распространения пламени. В данном случае особые точки о и й являются седлами. Линейное решение позволяет по сепаратрисе выйти из начальной особой точки о. Последующее численное решение, описывающее переход в конечное равновесное состояние, и вычисление собственного значения — скорости пламени Рц можно строить методом пристрелки. [c.416]

Очевидно, что указанное уравнение является частным для класса задач химической кинетики, так как при этом необходимо, чтобы Q == Q (t) О, и, кроме того, исключаются, например, реакции рекомбинации. В работе [2] отмечается, что при Q О интегральные линии при интегрировании слева направо стремятся к у = G (t), причем скорость сближения резко возрастает с ро- [c.15]

В литературе [57] имеется достаточно богатая информация о кинетических параметрах реакций, осуществляемых в различных условиях (разные температурный интервал, состав газовой фазы, давление) и с разным состоянием исходных реагентов (моно- или поликристаллы с разной предысторией). В табл. 3.2 представлены кинетические параметры нескольких твердофазных реакций. Разумеется, что значения этих параметров в подавляющем большинстве случаев не могут дать информацию о природе элементарных процессов. Вместе с тем, было бы неправильно утверждать, что найденное экспериментально значение экспоненциального множителя в уравнении (3.90) вообще лишено физического смысла. Несомненно, что в любом случае кажущаяся энергия активации показывает, как скорость исследуемого твердофазного процесса реагирует на изменение температуры. Большие значения энергии активации свидетельствуют о резком изменении скорости взаимодействия с изменением температуры, а малые характеризуют сравнительную нечувствительность скорости процесса к изменению температуры. Другое дело, что природа этой корреляции является сложной и интегрально отражает все процессы, происходящие в системе одновременно (химическое взаимодействие, аннигиляция дефектов предыстории или возникновение новых дефектов за счет механи- [c.203]

Анализ излагается на основе общего подхода, разработанного Ма-цуда [162]. При этом для простоты изменениями концентраций, имеюшихся в избытке реагирующих веществ, пренебрегают, причем концентрации включают в константы скорости и равновесия. Влияние химической реакции учитывают введением соответствующих выражений для скорости химической реакции в уравнения закона Фика обычным для проблем такого типа способом и при помощи преобразований Лапласа находят выражения для поверхностной концентрации, которые затем подставляют в уравнения для абсолютной скорости процесса переноса электрона. Это неизбежно приводит к системе интегральных уравнений с решением, из которого можно извлечь компоненты первой (и более высоких) гармоники [163, 164]. [c.326]

Для расчета к1 ж к необходимо знание сечений о (е), функций распределения / (е) и заселенностей уровней. На основании экспериментальных данных С1 = С1 1), выражения (2.24) и в условиях медленно протекаюш,ей реакции (/ = /м (1 + у), где у 1, /м — максвеллово распределение) можно найти а или / с помош ью рассмотрения интегрального уравнения Фредгольма первого рода [35]. Для этого может быть использовано выражение (2.24). Запишем задачу для простейшего частного случая, когда в силу относительно низкой температуры скорости химической реакции малы, распределение очень слабо отклоняется от максвелловского, а реакция практически идет с первого колебательного уровня основного электронного состояния. В левой части выражения (2.24) имеем тогда определяемую экспериментально в обычном химическом кинетическом эксперименте величину к + А/с) = [c.47]

Микрокинетические исследования позволяют определить маршруты реакций и выбрать наиболее достоверный и.з них, а также рассчитать порядок и константы скоростей реакций. Эти исследования проводят в лаборатории таким образом, чтобы изучить кинетику химической реакции в чистом виде , без влияния условий перемешивания реагентов, тепловых и диффузионных эффектов и дифференциальных, проточно-интегральных или циркуляционных реакторах. При постановке лабораторных микрокинетических исследований опыты осуществляют с использованием современных научных методов экспериментирования — направленного многофакторного эксперимента, при котором одновременно изменяют несколько наиболее существенных параметров и целенаправленно обеспечивают выход процесса в оптимальны11 режим . При проведении микрокинетических исследований обязательно применяют ЭВМ, на которой быстро просматривают все возможные решения кинетических уравнений и выбирают наиболее достоверный маршрут химической реакции при разных температурных условиях. Использование научного метода направленного многофакторного эксперимента ЭВМ резко сокращает число необходимых опытов и позволяет определить оптимальные условия течения химической реакции. В связи с этим обязательной составной частью оборудования химической лаборатории должна быть ЭВ1 [ (на рис. УН-18 аналоговая машина). - [c.483]

Следующая задача — вывод интегральных соотношений для контрольных половинных ячеек на границах и к Ь, аналогичных уравнению (4.55). Обратимся к уравнению (4.22) и преобразуем его, как это делалось выше. При рассмотрении процессов горения предполагается, что ни в одном из граничных полуобъ-емов химические реакции не протекают, так что интегралы от скоростей реакций по этому объему равны нулю. Это предположение вполне разумно, поскольку вблизи свободных границ основные реакции не идут, а стенки, как предполагается, полностью поглощают свободные радикалы. [c.81]

Для определения кинетики реакции на контактных поверхностях между зернами порощка Тамман исследовал увеличение толщины слоев вновь образующихся соединений . Наиболее удобно прессовать из таких порошков таблетки с целью создать более тесные контакты, необходимые для реакций (см. В. I, 55 и ниже). Согласно теории Таммана, скорость увеличения толщины слоя продуктов реакции должна быть обратно пропорциональна времени реакции йу1М=Ы или в интегральной форме у=Ь 1п 1+С. Однако исследования Яндера показали, что взаимодействие кристаллических порошков не подчиняется этому упрошенному уравнению. По его данным, квадрат толщины слоя вновь образовавшегося соединения пропорционален времени при постоянной температуре у =2Ш. Справедливость этого уравнения подтвердил также Тамман при изучении химического взаимодействия поверхности металлов с атмосферой, содержащей галоген но этот закон нельзя применять непосредственно к реакциям в твердом состоянии, так как в таких случаях скорость увеличения слоя слишком мала. Поэтому Яндер пытался определить процентное количество прореагировавших ингредиентов в смеси, состоящей из двух кристаллических порошков. Он получил соотношение между толщиной слоя продукта реакции у с одной строны, и средним радиусом зерен кристаллической фазы г, присутствующей в меньшем количестве в реагирующей смеси, и количеством продуктов реакции х — с другой [c.703]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология