Аммиак скорость-определяющая реакция

Химизм процесса, лежащий в основе получения сульфата аммония в сатураторе, сводится к реакции нейтрализации аммиака серной кислотой Реакция эта протекает с огромной скоростью и как всякая реакция нейтрализации, сопровождается выделением тепла Теплота образования сульфата аммония из газообразного аммиака и 100 %-ной серной кислоты равна 274 кДж/моль (65,3 ккал/моль) сульфата аммония При использовании 76 %-ной кислоты количество выделяющегося тепла уменьшается до 220 кДж/моль (54,6 ккал/моль), т е на величину, соответствующую теплоте разбавления кислоты от 100 % до 76 %-ной концентрации На 1 кг сульфата аммония выделяется 1173,20 кДж (280 ккал), что является основным источником тепла в сатураторе и играет огромную роль для достижения теплового равновесия в ванне сатуратора, определяет его водный баланс, влияет на температуру ванны, степень улавливания аммиака и пиридиновых оснований из газа и кристаллизацию соли сульфата аммония При правильном режиме работы сатуратора этого тепла должно быть достаточно для выпаривания всей избыточной влаги, которая поступает в сатуратор- с коксовым газом, с пароаммиачной смесью после колонны, с раствором после пиридиновой установки, с серной кислотой, от промывки трубопроводов, солевых насосов и ловушки, соли в центрифугах и сатуратора, это же тепло служит для поднятия температуры маточного раствора до оптимальной величины (50—55 °С), восполнения потерь тепла поверхностью сатуратора, потерь тепла с циркулирующим маточным раствором и выдаваемым сульфатом аммония [c.230]

Скорость реакции пропорциональна концентрациям свободной кислоты и амина (аммиака), которые определяются равновесием диссоциации соли. Константа этого равновесия растет с повышением температуры, чем и обусловлен выбор температуры амидирования. [c.222]

Следует также отметить, что зависимость скорости химической реакции от давления в значительной степени определяется конкретным способом ее проведения. Так, например, при синтезе аммиака, который проводится с помощью твердого катализатора (железо, промотиро-ванное оксидом алюминия и оксидом калия), скорость суммарного процесса определяется кинетикой активированной адсорбции азота на поверхности катализатора, свободного от адсорбированного азота. Опыты по синтезу аммиака при 500 °С и давлениях до 50,6 МПа показали, что при давлениях свыше 10,1 МПа начинается ио-степенное уменьшение константы скорости реакции. Анализ экспериментальных результатов показал, что они объясняются отмеченным явлением — кинетикой активированной адсорбции. [c.180]

Поэтому предъявляемое к эксперименту требование состоит в том, что необходимо одновременно определить скорость реакции синтеза аммиака и скорости обеих реакций обмена. С этой целью очищенный исходный син-тез-газ (смесь 3 частей водорода и 1 части азота) доводится примерно до состояния равновесия путем пропускания его через содержащий катализатор реактор при температуре более высокой, чем та, при которой изучается реакция синтеза аммиака. После этого стехиометрическая смесь водорода с азотом, обогащенным изотопом, вводится в исходный синтез-газ, находящийся теперь в состоянии, близком к химическому равновесию, но далеком от изотопного равновесия. Далее эта смесь пропускается сначала через реактор, содержащий небольшое количество катализатора (причем определяются скорость синтеза и скорость первой реакции обмена), а затем — через реактор, содержащий гораздо большее количество катализаторов, благодаря чему оказывается возможным определить скорость более медленной второй реакции обмена. Скорость химической реакции определяется путем химической оценки количества аммиака, содержащегося в газе, отходящем из первого реактора, тогда как скорости обеих реакций обмена определяются с помощью масс-спектрометрического анализа газа, отходящего из каждого реактора. В результате проведения таких экспериментов Марс и сотр. [146] установили, что стехиометрическое число равно единице, и тем самым подтвердили высказанное ранее мнение, что хемосорбция азота является скорость-определяющей стадией реакции синтеза аммиака. [c.365]

Гетерогенный катализ широко применяется в промышленности, например для синтеза аммиака, серной кислоты, метилового спирта, различных углеводородов. Как и в других гетерогенных процессах, здесь можно выделить ряд стадий. Наиболее обычными стадиями являются диффузия, обеспечивающая подвод исходных веществ к поверхности катализатора, адсорбция их на этой поверхности, взаимодействие адсорбированных веществ с образованием продуктов реакции, десорбция продуктов и, наконец, отвод продуктов реакции от поверхности катализатора в глубину соответствующей фазы с помощью диффузии. В тех случаях, когда решающей стадией является диффузия или адсорбция, скорость каталитической реакции определяется этими процессами. С изменением внешних условий роль определяющей стадии может перейти к другому процессу и изменить тем самым область протекающей реакции. [c.349]

При выводе этого уравнения М. И. Темкин исходил из того, что при синтезе аммиака скорость реакции определяется скоростью активированной адсорбции азота, являющегося единственным адсорбированным газом на железе. При этом он также учитывал неоднородность поверхности катализатора, которая характеризуется параметром а [см. уравнение (XV. ) ]. Полученное уравнение находится в согласии с опытом. Оно имеет вид [c.411]

Иногда при десорбции МНя из водных растворов находили низкие по сравнению с абсорбцией значения Кр- В этом случае, по-видимому, вследствие присутствия в воде СОа, аммиак химически связывался и его выделение из раствора при десорбции определялось скоростью медленных реакций разложения полученных соединений. [c.124]

Все реакции, кроме реакция (1.25), экзотермические. Константы равновесия реакции (1.20)—(1.23) имеют больщие численные значения [3]. Это позволяет считать нх практически необратимыми, т. е. в реальных условиях производства процесс будет определяться только скоростью этнх реакций. Реакции (1.24) и (1.25) равновесные [3] взаимодействие аммиака и оксида азота (I) изучено еще недостаточно. [c.39]

В нейтральных растворах или при низком содержании аммиака, наоборот, скорость абсорбции значительно меньше и, очевидно, зависит от скорости реакции. Например, для растворов с высоким содержанием двуокиси углерода суммарная скорость абсорбции, по-видимому, определяется скоростью химической реакции. Экспериментальное исследование было проведено [3] с применением раствора следующего состава [c.358]

Как показывает совокупность экспериментальных данных, скорость реакции синтеза аммиака определяется скоростью химической адсорбции азота, а скорость разложения аммиака — скоростью десорбции азота (если система не очень сильно удалена от равновесия). [c.214]

Примером этого является реакция синтеза и разложения аммиака при сильной адсорбции водорода (на рутениевом катализаторе). Скорость процесса выражается уравнением (V.252), в котором константа скорости прямой реакции определяется соотношением [437] [c.305]

Этот путь был применен в работах [548—550, 555] для нахождения стехиометрического числа лимитирующей стадии реакции синтеза аммиака. В реакцию, идущую вблизи равновесия, вводились азот или аммиак, меченные изотопом N . Благодаря этому можно было определить скорость прямой реакции и провести сравнение скорости ее со скоростью реакций изотопного обмена в тех же условиях [c.348]

При нормальном давлении промышленные контактные процессы осуществляются при значениях критерия Рейнольдса порядка сотен (большей частью около 200), т. е. в турбулентной области, но вблизи переходного значения. Лишь для небольшого числа очень быстрых реакций перенос реагирующих веществ к внешней поверхности зерен контакта определяет суммарную скорость процесса. В этих случаях разность температур поверхности контакта и газового потока на начальных стадиях приближается к величине теоретического разогрева. Для реакций, тормозящихся продуктом, перенос к внешней поверхности сказывается лишь на первых стадиях и не влияет существенно на общую интенсивность процесса. Однако разность температур поверхности контакта и газового потока достигает для этих реакций на первых стадиях заметной величины, что сказывается на важном технологическом параметре — минимально допустимой температуре входа газа в контактную массу. При высоких давлениях промышленные каталитические реакции осуществляются при значениях критерия Рейнольдса порядка тысяч и даже десятков тысяч, и, соответственно этому, процессы переноса к внешней поверхности протекают с большой скоростью. Для рассмотренных процессов (синтез аммиака, метанола, ряд реакций гидрирования) не обнаружено заметного влияния процессов переноса к внешней поверхности зерен контакта на суммарную скорость. [c.424]

Самым важным фактором, определяющим скорость большинства реакций, является энергия соударения. В реакции аммиака с водным раствором Ag+ молекулы ЫНз должны занять место координированных молекул воды. Соударение должно обусловить необходимую для этого процесса энергию в противном случае реакция идти не будет. Если молекулы использовали энергию, полученную ими при соударении, и пришли в такое состояние, что реакция будет идти без дальнейшего добавления энергии, то говорят, что образовался активный комплекс. Количество энергии, необходимое для образования активного комплекса, называют энергией активации (рис. 34). В реакциях с малой энергией активации большинство столкновений в энергетическом отношении будут достаточны для течения реакции. Очень высокая энергия активации приводит к тому, что большинство столкновений не эффективны. Величина константы скорости реакции вообще тем больше, чем меньше величина энергии активации. Механизм реакции определяет конфигурацию и энергию активного комплекса, а следовательно, и энергию активации и скорость реакций. [c.163]

Для промышленного внедрения этой реакции предложена система, содержащая циклически нагреваемый стационарный слой угля цикл работы включает воздушное дутье для нагрева слоя и подачу аммиака для синтеза цианистого водорода (рабочий период) [27]. Определены константы скорости для реакции аммиака с графитом и углеродом, ведущей к образованию цианистого водорода [57а]. [c.306]

Путем определения скорости прямой реакции и суммарной скорости процесса в условиях, близких к равновесным, Хориути [145] установил, что число п равно 2. Это противоречит точке зрения, согласно которой хемосорбция азота является скорость-определяющей стадией реакции синтеза аммиака. Однако определяя стехиометрическое число путем аналогичных измерений в условиях, близких к равновесным, Марс и сотр. [146] нашли, что п равно единице. [c.364]

Изучение процесса окисления аммиака показало, что его скорость определяется скоростью диффузии аммиака из газового потока к поверхности платинового катализатора. Следовательно, в этом случае технологи имеют дело с диффузионным процессом, в связи с чем скорость и характер газового потока имеют весьма большее значение для интенсификации реакции окисления. [c.216]

Катализатор можно определить как постороннее вещество, твердое, жидкое или газообразное, в присутствии которого реакция идет с измеримой скоростью в таких условиях, в которых она в его отсутствии не идет вовсе, или идет чрезвычайно медленно при этом катализатор не испытывает никакого видимого изменения, или только очень слабое. Влияние катализатора на скорость химической реакции ясно выступает из следующего примера смесь чистого азота и водорода в отношении 1 3 при нагревании в чистом кварцевом сосуде до 1100° С образует лишь следы аммиака, да и те своим появлением обязаны стенкам сосуда, т. е. каталити ческому действию нагретой кварцевой поверхности. Добавление же в сосуд металлов, особенно железа, вызывает образование измеримых количеств аммиака при температуре уже около 500° С. [c.45]

Активность катализатора определяется по содержанию аммиака в продуктах реакции при заданных условиях синтеза. Так, при испытании в лаборатории катализатора с размером зерен 2 мм при 300 кгс/см2 (29,4 МН/м ) и объемной скорости 30000 содержание аммиака в зависимости от температуры должно быть следующим [c.263]

Все эти реакции практически необратимы и выход целевого продукта (окси- да азота), т. е. селективность, определяется соотношением скоростей реакций (I)—(3). В присутствии избирательного платинового катализатора резко ускоряется реакция (1) (этот процесс служит первой стадией производства азотной кислоты). В оптимальном температурном интервале, определяемом малой скоростью побочных реакций и составляющем 850—900 °С на платиновом катали-гаторе, аммиак окисляется в оксид азота на 95—98% при весьма малом времени контакта газа с катализатором — т= 10— с. Процесс идет во внешнедиффузионной области. [c.128]

Гомогенная реакция обмена между аммиаком и дейтерием от температуры 680 до 780° имеет совершенно иной механизм скорость определяется следующей стадией [c.149]

Константа к изменяется с изменением давления пропорционально величине Константа скорости прямой реакции к определяется по равновесному выходу аммиака (смесь с соотношением N3=8 1), который равен 32% при 450 С и давлении 250 ат. Состав исходной газовой смеси (в мольных долях) [c.163]

Это уравнение было основой разработки промышленного конвертора в течение последних 20 лет. Большинство исследователей, в том числе исследователи фирмы Ай-Си-Ай [71 J, используют значение а, найденное Темкиным (т. е. а = 0,5). Другими, например, Нильсоном [691, было найдено, что их результатам лучше соответствует а = 0,75. Вообще, установлено, что необходимо позволять увеличиваться с возрастанием давления, хотя тот же Нильсон (используя а = 0,75) и Лившиц с Сидоровым (используя а = 0,5) [721 утверждают, что feo в основном не зависит от давления, если для поправки на неидеальность используются не парциальные давления, а летучести компонентов. Исследование уравнения (1) показывает неприменимость его при ко1щентрациях аммиака, близких к нулю, так как при этом оно предсказывает бесконечную скорость реакции. В более поздней работе [74] установлено, что в этих условиях скорость определяется по следующему уравнению [c.168]

Реакция гидролиза амида глутаровой кислоты, катализи руемого (о-амидазой, проходит по трехстадийному механизму [8]. Исходя из данных табл. 12, определить, какая из двух стадий — ацилирование или деацилирование — лимитирует скорость ферментативной реакции, если кинетика гидролиза глутарамата регистри ровалась по выделению аммиака (продукт Р1 на схеме 7.12). [c.152]

При помощи уравнения (14) можно из известного значения р/С кислоты или основания определить рК сопряженного основания или кислоты. Например, из значения рКь аммиака (4,75) получим рКа катиона аммония (9,25). Уравнение (14) показывает,, что сила кислоты обратно пропорциональна силе сопряженного основания. Например, очень сильной кислоте НСЮ4 соответствует очень слабое основание С1О4 . Для протолитов средней силы значения рК сопряженных кислоты и основания примерно равны, т. е. скорости протолитических реакций в прямом и обратном направлениях примерно одинаковы, например [c.381]

При комнатной температуре реакция проходит очень медленно, но уже при температуре 100 °С скорость реакции может быть измерена. Константа скорости этой реакции была определена (Вант-Гофф, 1884 г.) следующим образом. Раствор СНаСЮООН, содержащий в 1 л 4 г кислоты, налили по 15 мл в стеклянные ампулы, которые затем запаяли и поместили в кипящую водяную баню. Через определенные промежутки времени вынимали по одной ампуле, резко ее охлаждали (для чего ), вскрывали и раствор титровали 0,1 М водным раствором аммиака. Объем раствора аммиака V, затраченного на титрование, в зависимости от продолжительности реакции т [c.128]

Скорость реакции хлорбензола с аммиаком в присутстЗии солей меди(1) прямо пропорциональна концентрации хлорбензола и соли меди и не зависит от концентрации аммиака. Образование какого продукта определяет скорость этой реакции Какие побочные продукты получаются и от чего будет зависеть соотношение образующихся продуктов реарции [c.193]

Впоследствии указанный метод с применением ацетата двухвалентной меди в пиридине был использован Эглинтоном и Голб-райтом [117, 165] для препаративных целей. В этих условиях производное одновалентной меди не осаждается, а образующаяся кислота связывается пиридином. Уэсткотт и Баксендейл нашли, что скорость первоначальной реакции пропорциональна концентрации R S СН и Си + и обратно пропорциональна [H+J, но суммарная скорость реакции определяется постоянной концентрацией Си+. Следовательно, длительность индукционного периода зависит от автокаталитических свойств Си+. Авторы пришли к выводу, что окислитель — это ион Си +, но как таковой он неэффективен в отсутствие Си+. Конечно, не исключено, что истинным катализатором может быть R s u или другой родственный ему комплекс. Следует отметить, что окисление сульфатом меди в водном растворе можно сойоставить с кажущимся аналогичным окислением в жидком аммиаке. Наст [173] [c.260]

Соли двухвалентной меди реагируют с этинильными соединениями только в щелочной среде [водные растворы ЫаОН или ЫН40Н, пиридин и, возможно, (СаН5)зЫ, хотя Камерон и Беннет [131] считают триэтиламин неэффективным]. Так в водном растворе аммиака реакция начинается при pH > 7 и протекает с максимальной скоростью при pH 10, т. е. при максимальной. ассоциации аммониевого основания. Подобную зависимость скорости реакции от pH следует рассматривать как доказательство того, что суммарная скорость процесса определяется реакцией (1). [c.261]

Высококремнеземные цеолиты различных типов 23М получали из щелочных алюмокремнегелей в гидротермальных условиях [4—6], декатионирование цеолитов проводили обработкой 25%-м раствором хлористого аммония нри 368 К в течение 2 ч. Кислотные свойства ВКЦ в Н-форме исследовали ио адсорбции аммиака термодесорбционным методом. Образцы цеолитов в количестве 0,25 г помещали в кварцевый реактор и откачивали ири 773 К до 1,3-10 Па в течение 2—3 ч. Затем ири заданной температуре проводили адсорбцию аммиака 10 мин, после этого из реактора откачивали газовую фазу и слабо адсорбированный аммиак и охлаждали образец ВКЦ до комнатной температуры в потоке газа-носителя гелия. Термодесорбцию аммиака на ВКЦ проводили с линейной скоростью нагрева 12,5 град/мин до 973 К, скорость гелия составляла 50 см /мин. Предварительная калибровка аммиака позволяла определять концентрацию выделяющегося аммиака по площадям пиков на термодесорбциониых кривых. Каталитические свойства ВКЦ изучали в модельной реакции превращения метанола в углеводороды на проточной установке при 663 К, атмосферном давлении и объемной скорости 0,7—0,8 ч . Загрузка катализаторов во всех опытах составляла 7 см . Продукты кон- [c.26]

Вследствие этого порядок каталитической реакции почти никогда не совпадает с молекулярностью реакции, соответствующей ее химическому уравнению. Так, например, скорость каталитической реакции синтеза аммиака N3 + 3 Нз ii 2NHз определяется уравнением первого порядка (см. гл. X) вследствие того, что лимитирующим этапом катализа является моно-молекулярный акт активированной адсорбции азота на катализаторе. [c.173]

Так, например, в случае синтеза аммиака принято считать для прямого процесса основной первую химическую стадию — активированную адсорбцию азота. Число переходных комплексов этого процесса должно определять скорость суммарной реакции. Сходное допущение делается относительно роли активированной адсорбции окиси углерода при ее каталитическом окислении. Наоборот, в случае распада аммиака решающим этапом считается последний этап — десорбция активированно-адсорбированного азота для синтина сходным образом часто считают решающим среднее звено — гидрирование карбидов и т. д. [c.26]

Примером случая II служит образование гидразина из хлорамина NH2 I и аммиака в сильнощелочных водных растворах. Было найдено, что константа скорости этой реакции линейно связана с 6- и тангенс угла наклона равен 0,90 [121]. Полученные данные представлены в виде графика на рис. 7.2. На этом рисунке корр определяется соотношением [c.237]

Для иллюстрации приведем выдержки из сводки, составленной Г. К- Боресковым для некоторых промышленных процессов [115 (табл. 2). Как видно из таблицы, для большинства промышленных процессов торможение за счет внешнего переноса не превышает нескольких процентов. Но для таких быстрых процессов, как окисление аммиака, скорость реакции уменьшается в несколько десят ков раз и определяется, очевидно, почти исключительно скоростью внешнего переноса. [c.143]

Какого бы типа реактор мы ни использовали, для наблюдения за ходом реакции необходимо выбрать один (или несколько) из реагентов или продуктов реакции. Для реакций с простой стехиометрией, как, например, синтез аммиака, для расчета скорости реакции можпо взять любой из реагентов или сам продукт реакции. Однако обычно дифференциальную скорость определяют по доле аммиака в выходящем газе, поскольку ее можно быстро и точно измерить. Для более сложных каталитических процессов с изменяющейся стехиометрией выбор вещества становится несколько произвольным, но и здесь целесообразно основываться на доступности простого и достаточно точного аналитического метода. Синтез Фишера — Тропша на железе или кобальте описывается следующими последовательными уравнениями [c.10]

Для очень быстрых реакций наблюдаемая скорость определяется скоростью переноса реагирующего вещества к наружной поверхности зерен (область внешней диффузии). Концентрации реагирующих веществ у нарун иой поверхности зерен в этом случае близки к равновесным, порядок реакции близок к первому и наблюдаемая энергия активации очень мала. Вследствие относительцо медленного переноса тепла реакции, теми-ра поверхности катализатора в этом случае отличается от темп-ры реакционной смеси и для экзотермич. реакций близка к темп-ре адиабатич. разогрева при полном превращении. Во внешне-диффузионной области протекают промышленные реакции окисления аммиака, окисления спиртов, поверхностного горения. В этой области активность катализатора не влияет на наблюдаемую скорость реакции, а лишь определяет границы условий осуществления реакции в области внешней диффузии. [c.236]

Скорость этой реакции определяется скоростью растворения Са(ОН)г, т. е. зависит от степени дисперсности известкового молока. Высокая степень дисперсности имеет значение особенно к концу разложения хлорида аммония, когда концентрация последнего и избыток Са(ОН)г малы, а концентрация СаС1г или инов Са " , затрудняющих растворение Са(ОН)г, велика. Образующийся при разложении NH4 1 аммиак отгоняется путем дистилляции при нагревании жидкости до 95—115 °С острым паром. [c.136]

Синтез аммиака принадлежит к числу немногих технологических процессов, где механизм катализа более или менее выяснен. Основным фактором катализа является здесь образование промежуточных нитридов катализатора. Скорость этой реакции определяет всю кинетику процесса образование гидридов играет подчиненную роль и протекает очень быстро, не задерживая всего процесса. При адсорбции азота железом сначала образуется адсорбционная дленка, при нагревании переходящая в прочное соединение (между 200—500 ), которое может быть разрушено лишь длительным нагреванием выше 600° (г. е. выше температуры каталитического синтеза). Металлы, хорошо адсорбирующие водород и пригодные для гидрирования, например Р1, Рё, Си, будут плохими катализаторами для синтеза аммиака, если они не образуют таких химических соединений с азотом. [c.484]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология