Химические процессы промежуточные вещества

Так как внутренняя энергия и энтальпия являются функциями состояния, то согласно уравнениям (62.2) и (62.3) тепловой эффект еакции не зависит от пути процесса (промежуточных стадий), а определяется только начальным и конечным состояниями системы. (т. е. состоянием исходных веществ и продуктов реакции). Это следствие первого закона термодинамики применительно к химическим процессам называется законом Гесса. Этот основной закон термохимии был установлен Гессом на базе экспериментальных исследований в 1840 г., т. е. несколько раньше, чем был сформулирован первый закон термодинамики. Комбинируя уравнения (62.2) и (62.3), получаем [c.206]

Теоретические основы. Процесс протекает с выделением тепла. Расчетный тепловой эффект реакции алкилирования изобутана составляет 125—135 кДж/моль прореагировавших олефинов фактический тепловой эффект (с учетом побочных реакций) равен 85—90 кДж/моль. В условиях процесса имеют место реакции алкилирования изобутана олефинами, олигомеризации олефинов, расщепления продуктов олигомеризации, перераспределения водорода, образования и разложения алкилсульфатов. В результате этих реакций, протекающих большей частью по карбкатионному механизму, в продуктах образуется пять основных групп углеводородов триметилпентаны, диметилгексаны, легкая фракция (С4—Се), тяжелая фракция (Сд и выше), растворенные в кислоте высокомолекулярные углеводороды (полимеры). Названные углеводороды получаются нз общих для каждой группы одного или нескольких промежуточных веществ. Установлено, что в продуктах алкилирования содержится 17 изопара-финовых углеводородов С5—С и 18—20 изопарафиновых углеводородов Сд и выше. Наиболее важные химические стадии процесса алкилирования изобутана бутиленами следующие. [c.167]

Образование нефти непосредственно из СО2 и Н2О, из которых состояла материнская атмосфера Земли, термодинамически без фотосинтеза невозможно ( термодинамический аргумент). Теоретически более вероятна возможность образования нефти в земных глубинах взаимодействием воды с карбидами металлов. Единственное, но не убедительное доказательство этому, являющееся козырной картой сторонников неорганической концепции, - это нефтеподобная жидкость, получаемая в лабораторных условиях по карбидному синтезу, но принципиально отличающаяся по качеству от природной нефти (как, например, сливочное масло от маргарина). Кроме того, на наш взгляд, карбиды металлов могли образоваться в природе в результате взаимодействия карбидообразующих металлов с органическими веществами при термобарических условиях подземелья. В таком случае карбидный синтез углеводородов есть не что иное, как промежуточная каталитическая стадия (вторичная реакция) суммарного биогенного процесса рождения нефти. Ведь из теории катализа известно, что металлы (и не только металлы) - катализаторы ускоряют химические реакции, образуя с участниками химического процесса промежуточные химические соединения, но при этом не изменяя равновесия реакций (физико-химический аргумент). [c.64]

Применение изотопов при исследовании механизма химических реакций дает возможность определять скорости образования и расходования промежуточных продуктов, выяснять последовательность образования промежуточных веществ, устана вливать вещества, образующиеся параллельно из одного и того же предщественника, а также выяснить, какие связи разрываются в процессе реакции. Причем для правильного рещения вопроса о кинетике необходимо располагать сведениями о протекающих в системе обменных реакциях. [c.376]

Всякая химическая реакция слагается из ряда промежуточных процессов, в которых участвуют как молекулы исходных веществ, так и отдельные атомы, радикалы, ионы, возбужденные атомы или молекулы, возникающие при инициировании реакции н в ее ходе. Такие промежуточные процессы, протекающие в одну стадию, носят название элементарных химических процессов. Детальный механизм химических реакиий, т. е. все стадии, из которых они слагаются, в большинстве случаев неизвестен, так как очень трудно экспериментально обнаружить промежуточные, обычно малоустойчивые (с высокой реакционной способностью) продукты реакции. [c.60]

ТХФ получали путем взаимодействия 1,2,4,5-тетрахлорбензола с гидроксидом натрия в присутствии этиленгликоля и ксилола (см. рис. 15.8). Несмотря на то что этиленгликоль считается растворителем, в процессах органического синтеза он, по-видимому, играет роль химического агента, образующего промежуточные вещества (алкоксиды), в составе которых натрий попадает в сферу реакции. Ксилол, очевидно, добавляют для того, чтобы иметь возможность азеотропно отогнать воду из конечной смеси. Вследствие этого равновесие в уравнении реакции, представленном на рис. 15.8, сдвинется вправо. Это дает некоторое подтверждение тому, что в полученной смеси непрореагировавший натрий скорее будет присутствовать в форме органического соединения, нежели в форме водного раствора гидроксида. [c.411]

Г. Л Стадников представляет, следовательно, процесс образования нефти как идущий в две последовательные фазы и вводит понятие о некоем промежуточном продукте, который называет первичной нефтью. Если первая фаза процесса трактуется вполне в духе органических теорий, то в объяснение второй фазы (гидрогенизации первичной нефти) Г. Л. Стадников привлекает старую неорганическую теорию Д. И. Менделеева. Автор, по его собственному выражению, сгруппировал новый фактический материал вокруг трех основных гипотез происхождения нефти и влил пх в одну общую гипотезу. Мы намеренно подробно остановились на этой новой гипотезе происхождения нефти, которая является наиболее обоснованной не только с химической, но и с геологической точки зрения. Она основана на тщательном химическом изучении всех веществ, входящих в состав материнского материала и всех происходящих в них процессов. [c.332]

Большая часть из рассмотренного выше экспериментального материала указывает на то, что механизм каталитических реакций на твердых поверхностях включает реакцию атомов (или ионов) катализатора с адсорбатом, причем образуется мономолекулярный слой химически активных промежуточных веществ. Так как первичным актом хемосорбции является химическая реакция, то естественно ожидать, что она может иметь некоторую энергию активации. Вообще хемосорбция является очень быстрым процессом и осуществляется с большой вероятностью при соударении молекулы газа с поверхностью . Зачастую даже в тех случаях, когда поверхностный мономолекулярный слой близок к насыщению и можно было бы ожидать уменьшение скорости сорбции, скорость реакции уменьшается незначительно [46]. Этот факт объяснялся тем, что на поверхности мономолекулярного слоя образуется второй, слабо связанный слой сорбата, который способен быстро мигрировать к незанятым активным центрам поверхности. [c.550]

Если в сложной химической реакции промежуточное вещество X превращается в вещество В, то скорость расходования X должна быть равна скорости образования В. Введя в систему малую, не влияющую на кинетику процесса (индикаторную) добавку вещества X, меченного каким-либо радиоактивным изотопом, и измеряя одновременно удельную радиоактивность а и концентрацию X по ходу процесса, можно определить скорость V образования X [c.278]

При осуществлении химических процессов, промежуточные или конечные продукты которых являются твердыми веществами, нередки случаи образования разнообразных по структуре взвесей (грубые взвеси, тонкие взвеси, мути). [c.463]

Что значит сделать возможным новый маршрут Это значит обеспечить прохождение процесса через ряд новых промежуточных реакций. Новые промежуточные стадии не осуществляются без катализатора, и поэтому соответственные промежуточные вещества (состояния) нестабильны вне комплекса с катализатором. Отсюда следует весьма важный вывод — сколько-нибудь совершенный катализ возможен лишь при условии непрерывного комплексообразования реагирующих веществ с катализатором (ферментом). Это значит, что в пределе ни на одной из промежуточных стадий катализируемого процесса промежуточные вещества не должны выходить из комплекса с ферментом. Отсюда формулируется первое условие в техническом задании на эволюционное изготовление ферментов. Молекулы ферментов должны образовывать комплексы с исходными веществами и всеми промежуточными формами реагирующих веществ. Для появления комплексов с последовательно возникающими промежуточными веществами в катализируемом процессе макромолекула белка-фермента должна обладать способностью к последовательному изменению своей конформации. Конформационная лабильность служит условием последовательного изменения реакционного клубка , т. е. образования в активном центре необходимого очередного сочетания химически активных боковых радикалов определенных аминокислот. Так и обеспечивается осуществление особо быстро проходимого маршрута в присутствии фермента. [c.67]

Последовательные реакции. Весьма часто исходные вещества образуют непосредственно не конечные продукты, а сначала промежуточные вещества, которые затем в свою очередь реагируют либо друг с другом, либо с исходными веществами, давая конечные продукты. Такие реакции называются последовательными реакциями. Подробных реакций различных типов очень много. В некотором смысле почти все реакции могут рассматриваться как сложные системы последовательных реакций. Химические процессы могут включать реакции, характерные для одной или всех этих типов, таким [c.32]

Катализом называется ускорение химических реакций в присутствии определенных веществ (катализаторов), многократно химически взаимодействующих с реагентами, но не входящих в состав продуктов реакции [1]. Каталитический процесс включает в себя три этапа адсорбцию, химические превращения на поверхности и десорбцию. Каждый из этапов состоит из нескольких последовательных или параллельных стадий физического и химического взаимодействия промежуточных соединений на поверхности друг с другом и с компонентами газовой фазы. Суммарная скорость каталитического процесса зависит от скоростей его отдельных стадий. Несмотря на специфичность каталитического действия, сущность катализа едина и состоит в том, что катализатор, входя в состав промежуточных соединений, увеличивает степень компенсации энергии разрыва старых связей энергией, освобождаемой при образовании новых связей. Этим самым обеспечивается снижение энергии активации химической реакции. [c.8]

Катализаторы — это веш ества, способные изменять скорость химических реакций. Явление изменения скорости реакции с помощью катализатора называют катализом, а саму реакцию — каталитической. Изменение скорости реакции ири каталитическом воздействии обусловлено промежуточным химическим взаимодействием реагирующих веществ с катализатором. Молекулы веществ, активируясь на поверхности катализатора (в порах), легче реагируют друг с другом, и скорость реакции повышается во много раз. После участия в реакциях химический состав и масса катализаторов остаются неизменными. В процессах каталитического крекинга доминирующее положение в настоящее время занимают нока алюмосиликатные катализаторы, главным образом синтетические. [c.10]

В подавляющем большинстве случаев запись процесса не отражает истинного пути реакции. Это относится даже к тем реакциям, которые выражаются сравнительно простыми стехиометрическими уравнениями. Почти все они являются сложными многостадийными процессами, т. е. осуществляются в результате одновременного (или последовательного) протекания нескольких простых реакций при этом продукты промежуточных стадий обычно быстро расходуются и поэтому присутствуют в небольших количествах, Стадиями реакций могут быть не только химические процессы, но, и, например, переход вещества из объема фазы к ее границе, на которой протекает реакция, или перенос продуктов взаимодействия от этой поверхности в объем. Скорость подобных процессов определяется темпом диффузии. [c.102]

На отмеченной стадийности реакций основан метод исследования стабильных промежуточных веществ, заключающийся в разделении внутреннего и внешнего конусов пламени бунзеновской горелки и анализе промежуточных веществ, которые появляются в результате химических процессов, происходящих во внутреннем конусе пламени. [c.24]

Из приведенных примеров следует, что не все одновременно протекающие реакции могут быть независимыми. При расчете равновесного состава системы необходимо исходить только из независимых реакций. Сложные химические процессы могут протекать через образование промежуточных соединений, быть параллельными и последовательно-параллельными. Обозначим через Аг°(1) константу равновесия для реакции образования промежуточного соединения из исходных веществ, а через /С°(И) константу равновесия суммарной реакции. Тогда возможны три варианта процесса [c.283]

Для проверки принятой схемы нужно установить, согласуется ли вытекающее из этой схемы кинетическое выражение с экспериментальным кинетическим уравнением. Химическая природа реагирующих веществ может подсказать свойства промежуточных соединений, образования кс орых следует ожидать в данном процессе. [c.33]

Какой механизм процесса можно предложить на основании этого выражения скорости, если из химических свойств реагирующих веществ следует, что, вероятно, образуются промежуточные соединения и цепная реакция не протекает [c.38]

Одной из основных задач математического моделирования химических процессов является построение кинетической модели и определение констант скоростей реакции. В случае, если в эксперименте измеряются концентрации всех веществ, задача определения констант успешно решается с использованием методов линейного программирования. В случае гетерогенных каталитических реакций измерение концентраций промежуточных веществ, как правило, в настоящее время не проводится. Для восполнения этого пробела применяется метод квазистационарности. [c.87]

По степени смешения исходных веществ с продуктами реакции в проточных реакторах различают два предельных режима идеального вытеснения и полного (идеального) смешения [17], а также промежуточные режимы неполного смешения, при которых и проводятся производственные химические процессы. [c.70]

Маловероятно, по-видимому, что стадия 2 состоит из элементарных химических процессов, но соответствующие промежуточные вещества не были обнаружены. Оценка предполагаемого механизма (гл. 1) приводит к постулированию путей, показанных на рис. 29 [c.112]

Простые вещества и химические соединения, вступающие в реакцию друг с другом, называются исходными веществами. Конечные вещества, возникшие в результате реакции и не претерпевающие в ее ходе дальнейших химических превращений, называются продуктами реакции. Вещества, появляющиеся в одних и исчезающие в других стадиях химического процесса, называются промежуточными веществами, а реакции образования и расходования этих веществ — промежуточными реакциями. [c.309]

Последовательными реакциями называются химические процессы с промежуточными стадиями. В этих реакциях образовавшийся в одной из предыдущих стадий промежуточный продукт расходуется в следующей стадии с образованием или последующих промежуточных продуктов, или конечных веществ. Почти все встречающиеся на практике химические процессы представляют собой многостадийные последовательные реакции. [c.322]

В большинстве своем эти методы сводятся к тем или иным химическим реакциям промежуточных веществ (включая реакции изотопного обмена). Один из них, метод пара-орто-превращения водорода (см. Стеси [1533, стр. 59—61]), заключается в следующем. В реагирующий газ примешивают лд оа-водород и измеряют степень его превращения (конверсии) в ортоводород за определенный промежуток времени. Наибольшей точно-ностью этот метод обладает при применении его для измерения концепт-, рации атомарного водорода в отсутствие других радикалов или атомов, так как в этом случае пара-орто-п ещащеш я обусловлены только двумя процессами, [c.61]

Вещества, образующиеся в одних стадиях процесса химического превращения и расходующиеся в других стадиях этого же процесса, называются промежуточными веществами. [c.37]

Наиболее четкие выводы о последовательности стадий в сложных химических процессах можно получить при помощи изотопного кинетического метода. Как было показано во второй главе, этот метод позволяет определять скорости образования и расходования промежуточных веществ. [c.221]

В замкнутую систему в начале процесса вводится некоторое количество исходных веществ, которые далее претерпевают ряд химических превращений — переходят в промежуточные вещества и продукты реакции, но все эти вещества до окончания процесса остаются в пределах системы, т. е. не выводятся из реакционного сосуда. Реакции, протекающие в таких систе мах, лимитируются количеством взятых веществ, и стационарное состояние системы в целом в этом случае характеризует наступление термодинамического равновесия. [c.377]

Из приведенного в предыдущих главах обзора результатов, достигнутых в первый и второй периоды исследования газофазного окисления углеводородов (главным образом парафиновых и частично олефиповых), видно, что к середине 30-х годов нашего столетия вся сумма полученных экспериментальных данных и их теоретическое освещение ставило перед дальнейшим исследованием прежде всего задачу химической конкретизации кинетического механизма — вырожденного разветвления,— предложенного для этой реакции цепной теорией. Эта химическая конкретизация теперь уже не могла ограничиваться установлением стадийной последовательности стабильных промежуточных веществ, а должна была представлять собой всю сумму элементарных реакций, осуществляющихся с участием свободных радикалов и атомов и представляющих собой весь процесс окислительного превращения углеводородной молекулы. [c.92]

Идентификация соединений и качественный анализ стабильных продуктов химических реакций. При исследовании механизма хими-ческо11 реакции очень важно знать, какие вещества и в каких соотношениях образовались в результате реакции это дает ценную информацию о возможных нутях протекания процесса, а также о промежуточных веществах. В этом отношении ИК-сиектроскопия дополняет другие методы исследования. Особенно большую ценность представляет метод ИК-спектроскопии для обнаружения и идентификации различных веществ. Так, многие вещества (предельные углеводороды, олефины с несопряженной двойной связью) не поглощают в видимой и УФ-областях спектра, но дают характерные ИК-сиектры. [c.211]

Данные по механизму и кинетике химических реакций имеют не только чисто теоретическое, но и большое практическое значение. Познание механизма реакций заключается в установлении энерге — тически наивыгодных реакционных маршрутов, структуры образующихся в отдельных микростадиях промежуточных веществ (актив — ных комплексов, частиц и др.) в зависимости от типа и строения реагирующих молекул и способа активации реакций. В свою очередь, мехаьсизм реакций является основой для установления кинетических закономерностей протекания реакций во времени в зависимости от параметров химического процесса. [c.16]

Катализ — мкЕ010Стадийиый физико-химический процесс избирательного изменения механизма и скорости термодинамически возможных химических реакций веществом — катали за го ром, образующим с участниками реакций промежуточные химические соединения. [c.79]

Согласно закону Гесса теплота реакции q любого химического процесса зависит только от начального и конечного состояния системы, а не от промежуточных стадий, т. е. не зависит от пути, по которому идет этот процесс. Отсюда следует, что тепловой эффект EXHKoii химической реакции равен сумме теплот образования конечных продуктов минус суммы теплот образования исходных веществ этой реакции. Например, для реакции [c.108]

В зависимости от характера изменения состояния катализатора и внешних условий каталитический процесс может протекать стационарно, нестационарно или квазистационарно. Наблюдаемые скорости химического превращения реагентов W в нестационарном режиме зависят от температуры и мгновенных концентраций всех компонентов реакции, включая и концентрации промежуточных веществ на поверхности катализатора. В стационарных условиях скорости образования или расходования индивидуальных газообразных веществ, принимающих участие в одной и той же химической реакции с учетом стехиометричеоких соотношений, равны между собой. [c.16]

Вопросы качественной теории уравнений химической кинетики подвергнуты рассмотрению в монографии [194]. В ней исследованы условип множественности стационарных состояний в открытых системах и показано, что необходимым условием существования нескольких решений системы уравнений квазистационарности является наличие в механизме процесса стадии взаимодействип различных промежуточных веществ. В [194] делается попытка выделения структур, ответственных за появление критических эффектов для классических уравнений химической кинетики. Важным свойством структурированных форм является то, что они наглядно представляют, как "собирается"сложный механизм из элементарных стадий. Для линейных механизмов получены структурированные формы стационарных кинетических уравнений. На этой основе могут быть выяснены связи характеристик механизма процесса и наблюдаемых кинетических зависимостей. Показано, что знание механизма процесса и констант равновесия позволяет построить ограничения на нестационарное кинетическое поведение системы, причем эти ограничения оказываются существенно более сильными, чем обычные термодинамические. [c.236]

В большинстве случаев химический процесс происходит не путем прямого перехода молекул исходных веществ в молекулы продуктов реакции, а состоит из нескольких стадий. Каждую из этих стадий можно рассматривать как самостоятельную химическую реакцию со своими исходными веществами и продуктами. Однако в качестве исходных веществ и продуктов реакции в этом случае могут фигурировать не только стабильные молекулы, но и лабильные промежуточные частицы — свободные р 5дикалы, комплексы, ионы. Химические реакции, состоящие из одной стадии, т. е. осуществляющиеся путем прямого перехода реагирующих частиц в продукты реакции, называются элементарными реакциями. [c.54]

Из (IV.2) и (IV. ) следует, что правая часть выражения для г [А,есть степенная функция концентраций А . Совокупность таких соотношений для всех п исходных, промежуточных и конечных веществ рассматриваемого химического процесса представляет собой систему п обыкновенных дифференциальных уравнений относительно п неизвестных функций времени А (/) За исключением случая, когда все элементарные стадии являются мономоле-1сулярными, эта система дифференциальных уравнений нелинейна. [c.145]

Первый период был заполнен чисто химическим исследованием окисления углеводородов, т. е. идентифицированпем стабильных промежуточных и конечных продуктов, возникающих в реагирующей смеси по ходу превращения. Было выяснено, что в процессе медленного окисления углеводородов (изучались главньш образом парафины и олефины) помимо конечных продуктов, т. е. окислов углерода и воды, действительно получаются кислородсодержащие соединения — перекиси, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты. На основе полученных данных были созданы различные химические схемы механизма окисления, а именно гидроксиляционная, иерекисная, альдегидная и дегндрогенизациопная. Из них первая и третья устанавливают стадийную последовательность (через стабильные промежуточные вещества) всего окислительного превращения углеводородной молекулы вплоть до конечных продуктов — окислов углерода и воды, вторая же и четвертая схемы ограничиваются только установлением первичного стабильного продукта окисления. [c.8]

По Нейману, кинетический механизм первых двух стадий холоднопламенного окисления углеводорода одинаков и представляет собой вырожденно-разветвленную цепную реакцию, химическое же содержание этих стадий различно. Последнее следует хотя бы из факта различной природы органических перекисей, образующихся в периоде индукции и в холоднопламенной вспышке (см. стр. 173). Таким образом, в трактовке Неймана холоднопламенная вспышка не представляет собой дальнейшего увеличения скорости химического процесса, который начался и протекал в периоде индукции. Напротив, возникновение холодного пламени знаменует собой изменение химизма реакции, протекавшей в период индукции, и переход ее на пной путь химического превращения. Эта новая, качественно иная химическая реакция происходит в холодном пламени в несравненно больших масштабах, чем реакция периода индукции. В результате химическое превращение, реализуемое в холодном пламени, является центральной стадией, основной частью всего процесса холоднопламенного окисления. Наконец, третья, последняя стадия холоднонламенного окисления характеризуется образованием главным образом конечных продуктов (СО, СО2, Н2О) и, следовательно, являясь в основном догоранием промежуточных веществ, созданных холодным пламенем, с химической точки зрения отлична от первой и второй стадий. [c.174]

Важнейшей количественной характеристикой протекания химической реакции во времени является скорость реакции. Понятие скорости реакции доллаю характеризовать количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени. Так как в сложных реакциях между расходованием исходных веществ, накоплением промежуточных веществ и продуктов реакции может не существовать простых сгехиометрических соотношений, в общем случае следует говорить не о скорости химического процесса в целом, а о скорости по некоторому определенному компоненту. [c.35]

Известно, что при благоприятных условиях химическое превращение твердого вещества может проходить без изменения исходного кристаллического строения. Вновь образующееся твердое вещество нередко имеет чулсую кристаллическую структуру, заимствованную у исходного вещества, и представляет собой так называемую псевдоморфозу исходного вещества. При достаточно сильном и продолжительном нагревании псевдоморфные вещества приобретают кристаллическое строение, обычное для данного химического состава, но это осуществляется не непосредственно, а через промежуточное состояние, в котором нельзя различить ни следов исходного строения, ни зародышей новой кристаллической структуры. Судя по рентгенограммам, вещество, находящееся в промежуточном состоянии, аморфно. Псевдоморфные вещества и получающиеся из них промежуточные вещества переходного строения обладают повышенной химической и каталитической активностью. Получаются эти вещества в процессах осторожного термического разложения некоторых гидроксидов или солей, выщелачивания различных сложных соединений, обжига органических масс и т. п. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология