Молекулярные процессы диффузия

Движущей силой диффузии является градиент концентрации диффундирующего вещества С вдоль направления поры X, а поток вещества направлен в сторону уменьшения концентрации. Величина коэффициента молекулярной диффузии определяется как свойствами самого диффундирующего вещества, так и составом среды, в которой оно диффундирует. Подробный анализ процессов диффузии можно найти в монографиях по кинетической теории газов [4]. По [c.98]

Диффузия и осмотическое давление. Под влиянием теплового и броуновского движения происходит процесс выравнивания концентраций частиц по всему объему раствора. Процесс диффузии протекает не только в молекулярных, но и в коллоидно-дисперсных растворах. Эйнштейн (1908) установил зависимость между коэффициентом диффузии и радиусом диффундирующих частиц. [c.123]

Важную роль в технологических процессах играет, как известно, явление массопереноса, т. е. явление переноса массы вещества между двумя фазами. Существует несколько теорий процесса массопереноса через межфазную поверхность. Наибольшее распространение получила пленочно-пенетрационная теория, которая утверждает, что имеет место двойственный механизм диффузии. При малом времени контакта массообмен протекает как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементарным вихрям сплошной фазы, соприкасающимся с поверхностью и проникающим в глубь сплошной фазы. При более длительном времени контакта действует механизм молекулярной диффузии через ламинарные пограничные пленки по обе стороны раздела фаз. [c.30]

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]

Для некоторых частных случаев возможны аналитические или численные решения уравнения (П.45), если известна зависимость скорости реакции г (сд, /) от параметров, определяющих процесс. Однако перенос газа только за счет молекулярной диффузии и условие неподвижности жидкости не являются типичным для промышленных реакторов, в которых одновременно протекают процессы диффузии, конвенции и химическая реакция. Для анализа реальных процессов принимают упрощенные модели, достаточно достоверно отражающие рассматриваемое явление и не требующие большого числа трудно определимых параметров. Наиболее простой и наглядно представляющей процесс переноса вещества из газа в жидкость является пленочная модель. [c.31]

К физико-химической механике твердых тел примыкает соседняя область — физико-химическая механика жидкостей и газов. Она охватывает исследования молекулярно-поверхностных явлений, связанных с движениями в пограничных межфазных слоях, процессов диффузии и химических реакций в движущейся среде (проблемы химической гидро- и аэродинамики в более узком смысле). Сюда же следует отнести исследования процессов структурообразования в жидкостях и газах (образование взвешенных структурированных слоев в качестве фильтров при водоочистке или кипящих слоев при реакции твердых дисперсных фаз в виде взвешенных частичек). Эти вопросы уже непосредственно связаны с физико-химической механикой твердых материалов. [c.212]

По уравнению (7.6.4) можно рассчитать молекулярный вес вещества, сравнивая скорости диализа данного вещества и вещества с известным молекулярным весом. В этом методе в отличие от методов криоскопии или методов, связанных с использованием осмоса, определяют истинный вес частицы растворенного вещества, а не число частиц вещества, на которых приходится определенный вес. Применяя метод диализа, можно контролировать процессы комплексообразования, сольватации и—в определенные промежутки времени — процессы сольволиза и явления старения, что находит отражение в изменении веса частиц. При этом можно сравнивать лишь вещества с частицами одинаковой формы. Уравнение (7.6.4) строго выполнимо только для сферически симметричных частиц (например, ионов). Процесс диффузии линейных или плоских молекул органических соединений затруднен, вследствие чего, а также вследствие ситового эффекта мембраны значения констант диализа для этих соединений отличаются от рассчитанных по уравнению (7.6.4). [c.386]

Исчезновение или появление частиц в каком-либо объеме рассматриваемой системы происходит за счет их поступательного движения (диффузии), либо за счет их взаимодействия между собой и с другими молекулами. Таким образом, скорость молекулярного процесса определяется скоростью механического передвижения частиц и скоростью их взаимодействия. В качестве примеров можно использовать рассмотренные выше процессы испарения и диссоциации. [c.42]

Подобно тому, как коэффициент молекулярной диффузии D характеризует скорость молекулярного переноса вещества, так же и коэффициент Aj. характеризует скорость молярных перемещений это как бы увеличенный турбулентностью коэффициент диффузии. Вместе с тем при наличии разности температур в различных слоях потока турбулентность приводит к ускорению процесса переноса тепла. По этой же причине (усиление молярного перемешивания) соответственно увеличивается и кинематическая вязкость в турбулентном потоке. Таким образом, коэффициент турбулентного обмена представляет собой одновременно коэффициент турбулентной диффузии, турбулентной температуропроводности и турбулентной кинематической вязкости. Вспоминая приводившиеся выше соотношения для физических констант молекулярных процессов перемещения, легко [c.72]

В гомогенных системах (газы, жидкие растворы) молекулярная или турбулентная диффузия, обеспечивающая массопередачу компонентов и их контакт, происходит быстро, и процессы лимитируются скоростью химических взаимодействий (кинетический режим). Для гетерогенных систем (газ—жидкий раствор Г—Ж, газ—твердое вещество Г—Т, жидкость—твердое вещество Ж—Т и для более сложной системы газ—раствор—твердое вещество) чаще лимитирует скорость процесса диффузия — процесс протекает в диффузионном режиме. Причем, по маршруту протекания процесса выделяют стадию с меньшим коэффициентом диффузии, значение которого определяет константу скорости [c.195]

Для нахождения количественных закономерностей процесса диффузии рассмотрим распределение вещества в пространстве и во времени. Пусть раствор (молекулярный или коллоидный) с концентрацией с отделен перегородкой от чистого растворителя (дисперсионной среды). Представим себе далее, что мы вынимаем перегородку без перемешивания в момент времени / = О и ведем наблюдение за изменением концентрации в процессе диффузии растворенного вещества слева направо в направлении х. Кривые f x), представленные на рис. III. 3, показывают распределение вещества в системе в различные моменты времени. Опыт свидетельствует, что эти концентрационные профили / — 5 пересекаются в одной точке и симметричны. Наибольшие изменения концентрации во времени (как это следует из сравнения кривых для различных значений t) происходят там, где наблюдаются наибольшие ее градиенты d /dx, а именно вблизи начальной границы раздела АВ. [c.32]

Для нахождения количественных закономерностей процесса диффузии рассмотрим распределение вещества в пространстве и во времени. Пусть раствор (молекулярный или коллоидный) с концентрацией с отделен перегородкой от чистого рас- [c.34]

Флуктуации тесно связаны с термодинамическими свойствами жидких систем. Они влияют и на кинетику некоторых молекулярных процессов, например на диффузию и на поглощение звука в растворах. [c.128]

Всякая химическая реакция или любой другой молекулярный процесс, протекающий во времени (диффузия, вязкое течение), состоит в непрерывном изменении расстояний между ядрами атомов. При этом конфигурация ядер, отвечающая начальному состоянию, через некоторую промежуточную конфигурацию — активированный комплекс или переходное состояние — превращается в конечную конфигурацию. Например, при реакции диссоциации Н1 такой активированный комплекс образуется благодаря перегруппировке связей между атомами [c.439]

Процессы испарения могут протекать за счет молекулярного переноса и конвективной диффузии. Процессы диффузии подчи- [c.20]

Для катализаторов коэффициент диффузии Цф в 5-10 раз меньше, чем в порах который в свою очередь меньше молекулярного коэффициента диффузии. Теплопроводность А. пористых катализаторов примерно в 10 раз больше, чем у газа [101]. Поскольку для газов О к/ср, то Ад в 50-100 раз меньше ДО д. Учитывая, что ДО для большинства процессов меняется в пределах 3 30, то очевидно, что зерно катализатора в большинстве случаев можно считать изотерми- [c.59]

Процессы, обозначенные горизонтальными стрелками на схеме, связаны с молекулярным движением (диффузией) радикалов и химическими процессами - диссоциацией молекул и рекомбинацией пары. Способы опи- [c.19]

II в порах адсорбента или носителя, так и со сложными процессами массообмена между газом и неподвижной фазой. Удобно, однако, описать все эти процессы единообразно как процессы диффузии, приписывая и процессу массообмена эквивалентный по результатам процесс диффузии с соответствующим эффективным коэффициентом диффузии. Это позволяет представить суммарньп процесс размывания хроматографической полосы как процесс, эквивалентный процессу диффузии с эффективным коэффициентом диффузии, равным сумме эффективных коэффициентов диффузии отдельных его стадий. После этого для нахождения формы хроматографической полосы можно воспользоваться известным уравнением молекулярной диффузии, введя в него этот суммарны эффективный коэффициент. [c.580]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

Соответственно фрагмент (2.16) связной диаграммы -й ячейки является результатом свертки по пространству (в пределах -го слоя) локальной диаграммы процесса молекулярной диффузии. Заметим, что топологическая структура диффузии, основанная на диаграммном фрагменте (2.16), приводит к диаграммной сети псевдоэнергетического типа. Для построения диаграммной сети диффузии в неподвижной среде в энергетических переменных необходимо перейти от концентраций компонентов к химическим потенциалам, а вместо псевдоэнергетического Т-элемента использовать диссипативный К-элемент, отражающий энергозатраты системы на протекание необратимого процесса диффузии в неподвижной среде. При этом диаграммный фрагмент (2.16) в энергетических переменных принимает вид [c.114]

Неупорядоченность, присущая аморфным полимерам, является причиной появления структурных дырок , неподвижных при температуре, меньшей температуры стеклования, и подвижных при более высокой температуре. Поэтому выше температуры стеклования дырки играют роль центров движения, поскольку все свободное пространство необходимо для сегментальной диффузии (лежащей в основе течения). Иначе говоря, полимерные сегменты перепрыгивают в дырки (оставляя позади новые) в процессах диффузии и те-, чения. Скорость этих сегментальных процессов увеличивается с ростом температуры и уменьшается с увеличением энергии межсег-ментального (межмолекулярного) взаимодействия, обычно выражаемыми через энергию активации вязкого течения. Кинетическая теория жидкостей Эйринга [43] основана именно на этой молекулярной модели. Впервые она была сформулирована применительно к течению мономеров, при этом в ней предполагалось, что размеры дырок соизмеримы с размерами молекул, а не сегментов. [c.67]

Здесь молекулярный коэффициент диффузии 0==0эфф/Га-Интегрируя (IV.43), получим уравнение кривой распределения концентрации вещества, сорбированного в колонке в процессе хроматографического опыта [c.100]

Произведение Aj. = w -l [M j ei ] носит название коэффициента турбулентного обмена, причем, как понятно, он является аналогом коэффициента молекулярной диффузии D, а равно и коэффициентов кинематической вязкости и температуропроводности. В отличие от молекулярных процессов перемещения вещества, в турбулентном процессе масштаб турбулентности или длина пути смешения не является постоянной величиной и увеличивается по мере удаления от источника турбулизации потока. [c.72]

При окислении металлов большое значение играет процесс диффузии реагентов. В начальный момент реакции на поверхности металла образуется слой его окисленной формы. Если дефектов в кристаллической решетке оксида металла мало, то реакция протекает очень медленно (например, алюминий, покрытый плотной и малодефектной пленкой АЬОз). Если же в кристаллической решетке оксида преобладает тот или иной тип дефекта (например, вакансии по металлу — катионные вакансии, вакансии по кислороду — анионные вакансии и др.), то характер поведения образца металла при окислении будет отличаться. Если преимущественным типом дефектов является наличие катионных вакансий, то для дальнейшего осуществления процесса окисления должна происходить диффузия ионов металла из металлической кристаллической решетки к поверхности окисленной фазы (рис. 11.6, а). При этом молекулярный кислород [c.326]

Сущность процесса образования раствора можно показать на примере растворения твердого вещества в кидкости и на примере смешения двух жидкостей. Если смешать две жидкости (в частности, два соединения в расплавленном состоянии), то вследстние процессов диффузии они будут перемешиваться. С точки зрения молекулярно-кинетической теории растворение протекает следующим образом при внесении в растворитель какого-либо твердого вещества, например поваренной [c.145]

Для нахождения количественных закономерностей процесса диффузии рассмотрим распределение вещества в просгранстве и во времени. Пусть раствор (молекулярный или коллоидный) с концентрацией с отделен перегородкой от чистого растворителя (дисперсионной среды). Представим себе далее, что мы вынимаем перегородку без перемешивания в момент времени / = О и ведем наблюдение за изменением концентрации в процессе диффузии [c.31]

Существуют два основных пути использования сетей на практике. В первом случае мы имеем в наличии метрику и, исходя из нее, определяем сеть (разд. 3). Однако более интересная проблема возникает, когда метрика не задана и характеристики многообразия должны быть выведены из свойств связности процесса (ППК и ВПК). Пример с евклидовой геометрией может быть взят из анализа таких диаграмм линейного перехода между состояниями, которые используются для анализа сопряженных реакций, изменения молекулярной конформации, диффузии и диффузионных видов транспорта при этом исходят из состояний, возможные двунаправленные переходы между которыми определены как константы скорости прямой и обратной реакций [13]. Если числа заполнения состояний пит заданы равными и ТУ,,, и скорости прямой и обратной реакций равны соответственно и к , то скорость увеличения (или уменьщения ) определяется соотнощением [c.440]

Относительно раствора соли в воде отметим, что молекулярный коэффициент диффузии соли D намного меньше молекулярного коэффициента температуропроводности а. Число Льюиса D/a составляет примерно 100. Такое большое отличие между интенсивностью переноса тепла и интенсивностью диффузии соли приводит к тому, что эти процессы почти не зависимы, и перенос тепла ограничивается ячейкой, расположенной над цилиндром и вокруг него. Об этом свидетельствуют представленные на рис. 6.9.2—6.9.4 теплеровские фотографии развития области переноса в виде конвективной ячейки во времени, полученные при типичных значениях 5 = 0,6, 1,4 и 2,2. Можно видеть, что вертикальный размер ячейки существенно зависит от S. Он возрастает при увеличении S, поскольку сравнительно большая выталкивающая сила, обусловленная разностью температур, может поднять жидкость выше. Это подтверждается и представленными на рис. 6.9.5 зависимостями [c.417]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология