Стехиометрические уравнения химических процессов

Стехиометрическое уравнение химического процесса [c.164]

То же утверждение можно выразить в другой форме строки матрицы, составленной из стехиометрических коэффициентов должны быть линейно независимы, или ранг этой матрицы должен равняться R. Критерий (II.8) далее окажется весьма полезным нри выборе минимального числа уравнений, полностью описывающих химический процесс. Однако для практической проверки независимости реакций он не очень удобен. Может случиться, что нетривиальный набор множителей не найден из-за нашего неумения, а не потому, что его действительно не существует. [c.19]

Применение чисел молей компонентов как независимых переменных химического процесса наталкивается на непреодолимое, казалось бы, препятствие. Числа молей компонентов являются независимыми переменными открытой системы. Между тем термодинамика по сути ее исходных положений не позволяет производить расчеты для открытых систем. Однако это препятствие можно преодолеть и сохранить числа молей компонентов в качестве независимых переменных для закрытой системы, если представить ее как совокупность открытых систем. В этом случае изменения чисел молей компонентов в отдельных открытых системах должны суммарно удовлетворять стехиометрическому уравнению химического процесса. [c.15]

Поэтому наличие соответствия между стехиометрическим и кинетическим уравнением реакции хотя и является важным доводом в пользу того, что рассматриваемый процесс протекает в одну элементарную стадию, но не может рассматриваться как окончательное доказательство одностадийности процесса. В то же время, если не существует соответствия между стехиометрическим и кинетическим уравнениями химического процесса, то можно с уверенностью утверждать, что рассматриваемый процесс является сложным. [c.150]

Во-первых, авторы сочли целесообразным не выделять в отдельную главу вопрос о кинетическом уравнении химического процесса. Содержавшиеся ранее в этой главе параграфы, посвященные изложению общих принципов составления и использования кинетических уравнений для одностадийных и многостадийных реакций, предпосланы в виде отдельных параграфов в главах, посвященных рассмотрению кинетики реакций простых типов и кинетики сложных реакций. Вопрос о соответствии кинетического и стехиометрического уравнения реакции вынесен в гл. 11, в которой, как и в предыдущих изданиях, излагаются основные понятия химической кинетики. [c.5]

Использование понятия химической переменной позволяет рассматривать химические процессы, описываемые только одним стехиометрическим уравнением. Для процессов, описываемых несколькими стехиометрическими уравнениями, понятие скорости химического процесса в целом ввести нельзя. Однако можно по аналогии с (П. 10) ввести понятие скорости реакции по определенному компоненту У, в виде [c.170]

Соотношения между количествами образующихся СО и СО2, а в связи с этим и соотношения между изменением чисел молей других компонентов могут изменяться по ходу реакции и в зависимости от условий протекания процесса. В дальнейшем, там, где это специально не оговорено, речь будет идти о химических процессах, описываемых одним стехиометрическим уравнением, такие процессы называют химическими реакциями. [c.188]

Поэтому для расчета количества реагентов по их относительным молекулярным (или атомным) массам нужно знать стехиометрические коэффициенты, т. е. нужно предварительно составить уравнение химического процесса. [c.10]

Закон действующих масс имеет вторую формулировку для одной и той же температуры отношение произведений равновесных концентраций (в степени их стехиометрических коэффициентов) веществ в правой и левой частях уравнения химического процесса представляет постоянную величину. [c.25]

Значительное внимание в литературе [15, 17] уделено изучению механизма реакции восстановления окиси азота водородом на мелкодисперсной платине Общее стехиометрическое уравнение этого процесса не позволяет судить, идет ли эта реакция на поверхности платины (каталитический путь), либо протекает сопряженная химическая реакция, т е. компоненты реагируют не друг с другом, а каждый из них реагирует с металлом на границе раздела металл — раствор, где и происходит перенос электронов [c.140]

В гл. III были рассмотрены основные положения классической кинетики, выводы которых основаны на законе действующих масс и законе распределения Максвелла—Больцмана. Кинетические уравнения процесса выводятся на основании стехиометрических уравнений химических реакций. Правильность положений классической кинетики подтверждена многими химическими процессами, но ряд реакций не описывался установленными закономерностями. Оказалось, что действительный механизм этих реакций иной, чем это следовало из стехиометрических уравнений. В основе некоторых химических превращений лежит цепной механизм реакций. Процесс протекает через ряд промежуточных реакций, ведущую роль в которых играют так называемые активные центры—атомы и радикалы. Полимолекулярные реакции, скорость которых зависела от одновременного столкновения многих молекул, требовали ббльшей энергии активации для их осуществления. С помощью промежуточных реакций более низкого порядка химические процессы завершаются в результате преодоления более низких энергетических барьеров. Разработанная Н. И. Семеновым и его сотрудниками цепная теория горения явилась дальнейшим логическим развитием классической теории окисления. [c.75]

При необратимой химической реакции (когда равновесное давление растворенного газа над раствором = 0) минимальную циркуляцию (расход) абсорбента н определяют из стехиометрического уравнения химической реакции. Реальная величина Ь = = Ьы /г а (здесь т)н. а — степень приближения к равновесию внизу абсорбера, зависящая от кинетики процесса). [c.44]

Для химических процессов, протекание которых может быть количественно выражено стехиометрическими уравнениями, выход конечного продукта представляет собой выраженное в процентах отношение практически полученного количества продукта к теоретически возможному его количеству, которое соответствует стехиометрическому уравнению реакции. Вследствие потерь практический выход всегда меньше 100%. Чем ближе выход к 100 %, тем совершеннее процесс, тем меньше удельные нормы расхода сырья, материалов и тем ниже стоимость готового продукта. В тех случаях, когда точного уравнения химического процесса нет, выход готового продукта выражают как отношение количества готового продукта к общему количеству поступающих на переработку исходных материалов либо к массе какого-либо одного из исходных материалов в первом случае выход всегда меньше 100%, во втором случае выход может быть как меньше, так и больше 100 %. [c.323]

Основой для составления материального баланса служит стехиометрическое уравнение химической реакции (18.1). Обозначим Мх, Мв, Мс, Мо — молекулярные массы взаимодействующих продуктов, а О — количество основного исходного продукта (например. А). Допустим, что реакция (18.1) протекает необратимо слева направо. Тогда в конце процесса израсходуется все вещество А, т. е. Оа = 0. [c.455]

Физический смысл этого уравнения можно выразить так для одной и той же температуры отношение произведений равновесных концентраций (в степени их стехиометрических коэффициентов) веществ в правой и левой частях уравнения химического процесса представляет постоянную величину. Это так называемый закон действующих масс (вторая формулировка). [c.41]

Зависимость (IV.39) далее может быть представлена в виде системы уравнений, связывающих входящие в нее основные параметры. Как правило, для описания того или иного технологического процесса, а следовательно, и аппарата, в котором этот процесс будет осуществляться, используют следующие основные уравнения 1) стехиометрические уравнения химической реакции 2) уравнение скорости [c.94]

Рассмотрим процесс абсорбции, которому сопутствует химическая реакция, проходящая согласно следующему стехиометрическому уравнению [c.251]

Составим материальный баланс реактора относительно выбранного компонента реагирующей смеси. Наиболее часто таким компонентом служит исходное вещество, которое берется без избытка. Если химическое превращение можно описать одним стехиометрическим уравнением, содержание остальных компонентов можно определить по этому уравнению. В том случае, когда для описания процесса необходимо привести большее число стехиометрических уравнений, нужно составить балансные уравнения для такого же числа компонентов смеси. [c.292]

Обычно в каждом единичном процессе приходится иметь дело с явлениями, проходящими по разному механизму. Перенос массы может осуществляться диффузией и конвекцией, теплообмен — теплопроводностью, конвекцией и излучением химическое превращение проходит обычно через промежуточные стадии, нередко также с различными механизмами, а стехиометрическое уравнение представляет собой баланс многих частных реакций и выражает суммарно конечный результат Того, что происходит в системе. В гетерогенных системах реакция осуществляется на границе раздела фаз, ей сопутствует перенос исходных веществ из реагирующих систем в зону реакции и продуктов с поверхности контакта в глубь фаз (диффузия и конвекция). Одновременно происходит теплообмен, при котором тепловая энергия подводится в систему или отводится от нее. Все эти явления могут быть последовательными и параллельными. [c.348]

В общем случае для описания сложной химической реакции нужно не одно, а несколько стехиометрических уравнений. Складывая их, мы получаем так называемое брутто-уравнение реакции, которое описывает процесс в целом, но, как правило, не отражает истинного механизма химических превращений. Тем не менее и для сложной реакции можно, основываясь на результатах экспериментов, написать уравнение, аналогичное закону действующих масс (1,4) и связывающее скорость реакции с концентрациями исходных веществ [c.13]

Один из наиболее трудных вопросов описания химических процессов нефтепереработки и нефтехимии — установление их химической схемы, т. е. уравнений основных химических превращений. Для одностадийных превращений индивидуальных веществ изучение продуктов реакции позволяет записать такое уравнение с точными цифровыми стехиометрическими коэффициентами. Если же реагирует сложная смесь, например крекируется газойлевая фракция, то определение этих уравнений возможно после решения следующих вопросов [c.179]

Выше рассмотрен термодинамический анализ для случаев, когда химические изменения описываются одним стехиометриче-ским уравнением и одной константой равновесия,— это так называемая простая реакция. В подавляющем большинстве реальных процессов одновременно протекают несколько реакций или, как говорят, сложная реакция такие процессы характеризуют несколькими стехиометрическими уравнениями и соответственно несколькими константами равновесия. Поэтому ниже рассматривается онределение равновесного состава для смеси [c.95]

Химические превращения в каталитических процессах отличаются от обычных химических превращений по меньшей мере тем, что в них всегда участвует один дополнительный компонент — катализатор. Именно этот компонент, не входящий в стехиометрические уравнения реакции, обусловливает специфику каталитических превращений. Гетерогенные катализаторы, как правило, — твердые вещества, поэтому необходимость учитывать физические и химические свойства катализаторов для объяснения механизма их действия ставит гетерогенный катализ в пограничную область между собственно химией и физикой твердого тела. [c.9]

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]

A. С использованием принципов стехиометрического анализа по априорной (логической, качественной и количественной) информации методами общей алгебры осуществить синтез возможных механизмов химической реакции. При расчете возможных механизмов реакции на ЭВМ учитывается качественный и количественный состав реагирующих молекул, а также их геометрическая конфигурация и оптические свойства. На основе качественной теории дифференциальных уравнений прогнозируются динамические свойства химического процесса и определяются необходимые условия наличия или отсутствия у химических систем колебательных динамических режимов или множественности стационарных состояний. [c.81]

Обычно говорят о константах равновесия процессов, соотнося между собою уравнения химических реакций и закона действующих масс. Однако в результате исследования равновесных состояний в принципе нельзя раскрыть действительный механизм химических превращений, т. е. такие исследования не несут никакой информации о характеристиках и последовательностях элементарных актов, определяющих химическое превращение. Кроме того, используемые уравнения реакций, правильно передавая стехиометрические взаимосвязи между химическими формами, могут не иметь ничего общего с реакциями, реально протекающими как при подходе к равновесию, так и после его достижения (равновесие динамично). А так как в равновесии вообще нельзя провести различий между начальными и конечными реагентами, совершенно безразлично, какой из формально возможных наборов процессов (точнее, наборов уравнений реакций) используется для последующей записи взаимосвязи между равновесными концентрациями реагентов (согласно ЗДМ). Необходимо только, чтобы список уравнений реакций был полным, т. е. отражал бы взаимосвязи между всеми представленными в равновесной системе формами. На математическом языке задача сводится к выбору подходящего базиса линейно-независимых уравнений реакций. Максимальное число таких уравнений равно числу сложных химических форм. [c.7]

Исследуя влияние давления на скорость реакции, нужно помнить о том, что стехиометрические уравнения большинства химических реакций не отражают их механизма и в действительности превращение проходит как несколько следующих одна за другой простых реакций разного порядка. В качестве примера можно использовать реакцию синтеза метанола СО + 2Нг = СН3ОН, которая протекает не как реакция третьего порядка, а, вероятно, как две последовательные реакции второго порядка. Поскольку влияние давления на скорость реакции меньше в случае реакций более низкого порядка, теоретическое предвидение такого влияния не может быть основано на стехиометрическом уравнении реакции. Если механизм процесса неизвестен, то обязательно нужно определить порядок кинетического уравнения экспериментальным путем. [c.235]

При нагревании насыщенного кислыми компонентами раствора МЭА давление паров этих компонентов быстро растет. Химические соединения, образовавшиеся при химической абсорбции, разлагаются с выделением кислых компонентов. Процесс разложения химических соединений описывается следующими стехиометрическими уравнениями [c.31]

Отметим, что, с одной стороны, рассмотренные уравнения приложимы к реакциям, описываемым любыми кинетическими уравнениями, поскольку по условию сопротивление процессу со стороны химической реакции пренебрежимо мало в сравнении с сопротивлением, возникающим при переносе вещества. С другой стороны, на форму уравнения скорости процесса в значительной степени влияет стехиометрическое уравнение реакции. Применение разных форм кинетических уравнений показано в примере ХП1-Т (стр. 389). [c.375]

Выход продукта — отношение массы продукта, полученного в результате химического процесса, к массе исходных материалов, поступивших на переработку. Если протекающий химический процесс описывается стехиометрическим уравнением, то выход продукта находят как отношение массы полученного продукта к теоретически возможному. [c.373]

Из сказанного следует иной вывод — о необходимости изыскивать методы, средства, способы устранения или предупреждения образования потерь в той или иной точке процесса производства. Это требует систематической работы, постановки исследований, повышения квалификации работников производства. В химических процессах, где возможно использовать стехиометрические уравнения, они должны быть использованы как основа норм с учетом возможной полноты реакции, ее скорости, условий массо- и теплообмена, вида и активности катализаторов, сроков их службы в целом и от одного до другого периода регенерации. [c.39]

Теплота изохорного и изобарного процессов приобретает свойства функции состояния, т. е. она не зависит от пути процесса, а зависит только от начального и конечного состояния системы. Это положение быдо сформулировано Г. И. Гессом. Термохимические расчеты, основанные на законе Гесса, следует выполнять с помощью термохимических уравнений, представляющих собой стехиометрические уравнения химических реакций, дополненные необходимыми сведениями о состоянии реагирующих и образующихся веществ, а также указанием тепловых эффектов. [c.9]

Следует отметить, что в ряде случаев базис маршрутов может не совпадать с базисом итоговых уравнений химического процесса. Ранг матрицы стехиометрических чисел может оказаться больше ранга матрицы стехиомерических коэффициентов итоговых уравнений, и тогда линейно независимым маршрутам будут отвечать линейно зависимые суммарные химические уравнения маршрутов. [c.153]

Важной особенностью катализа является сохранение ката — лизс1тором своего состава в результате промежуточных химических взаимодействий с реагирующими веществами. Катализатор не расходуемся в процессе катализа и не значится в стехиометрическом уравнении суммарной каталит ической реакции. Это означает, что катализ не связан с изменетн-тем свободной энергии катализатора и, следовательно, катализатор не может влиять на термодинамическое равновесие химических реакций. Вблизи состояния равновесия катализатор в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную [c.79]

То, что катализатор не участвует в стехиометрическом уравнении реакций, не означает абсолютной неизменности его состава и свойств. Под влиянием реагентов, примесей, основных и побочных продуктов реакций, циркуляции и температуры катализатор всегда п ретерпевает физико — химические изменения. В этой связи в про — мышленных каталитических процессах предусматриваются операции замены, периодической или непрерывной регенерации катализатора. [c.80]

Простые реакции преимущественно моно- или бимолекулярные. Одновременное столкновение более чем трех молекул маловероятно. Молекулярность реакции можно связать со стехиометрическим уравнением, когда оно точно отражает механизм реакции, т. е. в случае простых реакций. Например, синтез иодистого водорода H2+I2 —2HI протекает как бимолекулярный акт химического взаимодействия. Стехиометрическое уравнение этой реакции соответствует ее действительному одноэтапному ходу, и на его основе можно определить молекулярность реакции. В случае синтеза хлористого водорода стехиометрическое уравнение типа Нг + СЬ = = 2НС1 не отражает механизма этого многоэтапного процесса. Основываясь на данном уравнении, нельзя определить молекулярность простых реакций, представляющих собой последовательные этапы синтеза хлористого водорода, [c.207]

Ядерные реакции коренным образом отличаются от химических реакций, при которых атомные ядра остаются неизменными, а в процессе принимают участие лишь внешние электроны атомов. Тем не менее к ядериым превращениям могут быть приложены закономерности и уравнения химической термодинамики, так как термодинамика в своей основе не связана с определенными представлениями о структуре и свойствах отдельных частиц. Закономерности химической термодинамики поэтому приложимы к превращениям веществ, взаимодействующих в стехиометрических количествах, хотя бы эти превращения не имели химического характера. [c.343]

Непосредственное экспериментальное изучение кинетики тон или иной химической реакции только в исключительных случаях позволяет отнести ее к одной из указанных групп. Это удается сделать только для так называемых простык реакций, протекающих в одну стадию, уравнение которой совпадает со стехиометрическим уравнением реакции в целом (например, разложение и синтез иодистого водорода, разложение двуокиси азота и нитрозилхлорида и некоторые другие). Большинство же химических реакций является совокупностью нескольких последовательных (а иногда и параллельных) элементарных реакций, каждая из которых может принадлежать к любой из указан-ных выше кинетических групп. Это обстоятельство неизбежно осложняет кинетику процесса в целом, Б простейшем случае, f если одна из элементарных реакций протекает значительно Т> медленнее остальных, наблюдаемый кинетический закон будет соответствовать именно этой реакции. Если же скорости от-дельных стадий сравнимы, экспериментальная кинетика может быть еще более осложнена. [c.17]

Стехиометрия определяется как раздел химии, изуча-ющ ий законы количественных соотношений между реа-гируюш,ими веществами и построение химических формул компонентов. Стехиометрическая модель реакции отражает количественные соотношения между концентрациями или аналогичными их величинами (активностями, фуги-тивностями) в любой момент времени реакции. Уравнение сложного процесса (3.4) запишем в виде [c.128]

Если в основе процесса лежит химическая реакция, описываемая кокретным уравнением, то для необратимых реакций выход определяется как отношение массы, полученной на практике гв(пр) к массе, теоретически возможной по стехиометрическому уравнению (тв(теор)) [c.80]

Экспериментальное изучение кинетики химической реакции только в исключительных случаях позволяет отнести ее к одному из перечисленных процессов. Это удается сделать для наиболее простых (элементарных) реакций, протекающих в одну стадию, когда уравнение процесса, на основе которого составляется кинетическое уравнение, совпадает со стехиометрическим уравнением реакции в целом, например, для реакции синтеза и разложения и0дист010 водорода, реакции разложения двуокиси азота и др. [c.313]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология