Диффузия лимитирующая, обмен

Периодическими называют такие способы крашения, при которых партия волокна, пряжи или ткани в течение более или менее продолжительного времени (например, 20—90 мин, а иногда и более) окрашивается в одной красильной ванне. При этом все физико-химические стадии (диффузия красителя в растворе или конвективный обмен обедненных красителем слоев растворов в межволоконных пространствах окрашиваемого материала, адсорбция молекул красителя волокном и диффузия Их с поверхности внутрь волокна) протекают одновременно, но с разными скоростями. Чаще всего лимитирующей стадией является диффузия красителя в волокне, особенно в первые моменты процесса крашения. [c.71]

Основным физико-химическим процессом экстракции является обмен между органической и водными фазами до достижения равновесия. Массообмен осуществляется на межфазной фанице в результате перехода компонентов из фазы, где концентрация выше равновесной, в фазу, где концентрация ниже равновесной. Массообмен лимитируется встречным диффузионным транспортом компонентов от границы в объем фазы и наоборот. Очень медленный процесс молекулярной диффузии должен быть дополнен конвективной диффузией в объеме фазы, для чего необходимо создать в ней интенсивные вихревые токи с помощью гидродинамических воздействий. [c.169]

Механизм ионного обмена при очистке газов изучен недостаточно полно. Предполагается, что он включает следующие основные стадии 1) диффузия вытесняющих ионов из ядра газовой фазы к поверхности ионита 2) диффузия вытесняющих ионов с поверхности ионита внутрь его зерна к точкам обмена 3) обмен ионов на активных центрах 4) диффузия вытесненных ионов из зерна ионита к его поверхности 5) диффузия вытесненных ионов с поверхности ионита в ядро газовой фазы. Таким образом, скорость ионообменного процесса лимитируется скоростью наиболее медленной стадии. Скорость реакции этой стадии можно определить из уравнений кинетики физической адсорбции или хемосорбции, приведенных ранее. Например, скорость протекания третьей стадии характеризуется уравнением кинетики химической реакции, а скорость диффузии — уравнениями массообмена. Подробно закономерности кинетики [c.84]

При добавлении к цеолиту воды механизм диффузии катионов сильно усложняется. Сильно поляризующие катионы стремятся окружить себя молекулами водь или даже расщепить молекулу воды на гидроксил, присоединяющийся к катиону, и протон, взаимодействующий с кислородом каркаса. Энергия гидратации в первом приближении соответствует ионному потенциалу и общему заряду катионов, т. е. заряду каркаса (данные по теплотам смачивания многих цеолитов приведены в работе [198]). Диффузия катионов в гидратированном цеолите сопровождается перемещением молекул воды, которые находятся в состоянии непрерывной перестройки, как бы катализируемой движением протонов. В больших каналах катионы, по-видимому, перемещаются, главным образом перескакивая от одной временной ассоциации с молекулами воды к другой. Такой механизм кажется более вероятным, чем движение всего гидратного комплекса. Одновременно аналогичным образом перемещаются молекулы воды. Слабо поляризующие катионы стремятся частично или полностью связаться с ионами кислорода каркаса, однако в диффузии и ионном обмене в этом случае также принимают участие молекулы воды. Миграцию катиона через окно с небольшим диаметром можно формально рассматривать как го освобождение из гидратного комплекса и образование нового комплекса после прохождения катиона через окно. Однако лимитирующей стадией такого перемещения может оказаться длительное время удерживания, в течение которого катион связан с кислородом каркаса. [c.93]

Обменная адсорбция протекает более медленно, чем молекулярная адсорбция. Это особенно заметно тогда, когда осуществляется обмен ионов, находящихся в глубине адсорбента. Время обмена лимитируется скоростью диффузии ионов из раствора в глубь адсорбента. Вытесненные из адсорбента ионы затем переходят в раствор. [c.279]

Экспериментальные данные по развитому режиму псевдоожижения отсутствуют, поэтому предположим, что интенсивность переноса газа в плотной фазе достаточно велика, и процесс лимитируется межфазным обменом между пузырем и плотной фазой. Описав затем поперечный перенос некоторым коэффициентом диффузии газа, в"первом приближении получим [c.169]

Химический обмен (третья стадия), как правило, протекает очень быстро. Известно лишь несколько случаев, когда скорость процесса определялась этой стадией. Обычно скорость процесса лимитируется либо пленочной диффузией, либо диффузией в зерне, либо обеими этими стадиями [1, 10, 16, 21]. [c.90]

Рассмотрим два предельных случая 1) скорость диффузии в обеих фазах много больще скорости обмена, лимитирующей стадией процесса является обмен 2) скорость обмена больше скорости диффузии в одной или обеих фазах, лимитирующей стадией процесса является диффузия. [c.34]

Исследования обменной сорбции ионов из растворов при помощи органических ионообменных материалов показали, что скорость процесса обмена в случае разбавленных растворов и малых размеров зерен ионита лимитируется диффузией ионов через пленку жидкости на границе раздела ионит — раствор [1]. Это положение было подтверждено экспериментально как для обмена катионов, так и для обмена анионов. [c.11]

Разделительная способность колонки, выражаемая числом теоретических тарелок , обратно пропорциональна корню квадратному из скорости течения, если обмен лимитируется внутренней диффузией. Поэтому желательно, чтобы скорость течения была постоянной. Если к тому же использовать непрерывную запись анализа фильтратов, а она, вообще говоря, основана на регистрации времени течения раствора, а не его объема, то постоянство и воспроизводимость скорости становятся особенно существенными. Течение под действием силы тяжести постоянно при условии, что колонка не засорена и ее гидродинамический режим во время элюирования не меняется. Если поток регулируют по удельному весу, нужно использовать постоянный напор жидкости. Очень простая установка для этого показана на рис. 33. [c.179]

Сорбция и ионный обмен являются типичными гетерогенными процессами. Общий перенос вещества между зерном сорбента и раствором можно разделить на следующие. стадии 1) диффузия сорбируемого вещества из объема к зерну сорбента, 2) диффузия в зерно, 3) процесс сорбции или обмена ионов, 4) диффузия образовавшегося в результате обмена вещества к поверхности зерна, 5) диффузия вещества в объем раствора. Многочисленные экспериментальные исследования сорбции (ионного обмена) показали, что скорости этих процессов обычно определяются диффузией. Поэтому сорбция (ионный обмен) может протекать в областях 1) внешнедиффузионной кинетики, когда скорость сорбции лимитируется диффузией вещества к поверхности сорбента, [c.12]

Наиболее важный случай — тушение кислородом. Поскольку процесс требует контакта, то тушение лимитируется диффузией кислорода. Вследствие разного времени жизни 5- и Г-состояний, для тушения триплетов нужна на несколько порядков меньшая концентрация кислорода, чем для тушения синглетов [20]. Так как основное состояние молекулы Ог триплетное, тушение кислородом триплетных молекул происходит посредством обменно-резонансного переноса энергии [c.220]

Двухфазную систему можно получить, приводя набухшие частицы ионообменника в соприкосновение с водным раствором смеси компонентов. Если разделяемые компоненты образуют в растворе ионы, то эти ионы электростатически взаимодействуют с ионогенными -функциональными группами ионообменника, причем такие взаимодействия сопровождаются ионным обменом. Ионы с большим зарядом обладают большим сродством к ионо-обменнику, чем ионы с меньшим зарядом. Таким образом, характер ионообменного хроматографического разделения компонентов смеси зависит от разности зарядов этих компонентов. Средний заряд ионогенного компонента определяется зарядом иона и константой диссоциации ионогенной группы, а следовательно, и величиной pH среды. Первые две величины различны для индивидуальных компонентов смеси. Взаимодействие с функциональными группами ионообменника зависит от ионной силы раствора, а внутри частицы ионообменника оно лимитируется также возможностью диффузии ионов компонентов смеси внутрь частицы. Возможность же диффузии определяется плотностью геля, образующего ионообменник. Поскольку в данном случае эта плотность одинакова для всех компонентов, то различия в доступности функциональных групп ионообменника обусловлены только эффективными диаметрами гидратированных ионов. [c.24]

В начале обмена лимитирующей стадией является сама обменная реакция. В последующем, по мере истощения конденсированной фазы, меченной лимитирующим этапом становится диффузия SO3 нз глубины конденсированной фазы к поверхности раздела фаз, на которой протекает обменная реакция. [c.74]

Массообменные (диффузионные) процессы, характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. Наиболее медленной и поэтому лимитирующей стадией массообменных процессов является молекулярная диффузия распределяемого вещества. К этой группе процессов относятся абсорбция, перегонка (ректификация), экстракция из растворов, растворение и экстракция из пористых тел, кристаллизация, адсорбция и сушка. Протекание процессов массообмена тесно связано с гидродинамическими условиями в фазах и на границе их раздела и часто — с сопутствующими массо-обмену процессами переноса тепла (теплообмен). [c.8]

Дополнение 9 (к стр. 231). Недавно Райт и Веллер [42] изучили обмен водорода между гидридами кальция и бария и рядом углеводородов. Они нашли, что при температуре 300° н-бутан, изо-бутан и язо-бутилен вступают в обмен реакция с последним завершается за 4 часа и протекает быстрее, чем с зо-бутаном. Этилен обменивается уже при температуре 200°, и скорость процесса лимитируется диффузией водорода в твердом гидриде. Этан не обменивается с СаНг при температуре 150°. [c.407]

СУСПЕНЗИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ (микроблочная, бисерная, гранульная, жемчужная полимеризация), происходит в каплях мономера, диспергированного в жидкой среде. Подробнее см. в ст. Эмульсионная полимеризация. СУСПЕНЗИОННЫЙ ЭЛЕКТРОД, электрохим. электрод в виде взвешенных в электролите токопроводящих частиц. В отличие от псевдоожиженного электрода, представляет собой разбавленную суспензию сравнительно мелких частиц, полностью увлекаемых потоком электролита. В С.э. суспензия более или менее равномерно распределена по всему объему системы (что осуществляется размешиванием или циркуляцией электролита), электродный потенциал частиц одинаков в разл. точках, вероятность столкновения частицы с электродом-токосборником не зависит от времени, прошедшего с момента предыдущего столкновения, а обменом зарядами между сталкивающимися частицами 1фактически можно пренебречь. В качестве материала С. э. используют порошки Pt, Pd, Ni, углей и т. п. Предполагается, что использование С.э. позволит интенсифицировать электродные процессы, в к-рьк медленной (лимитирующей) стадией является диффузия реагента к пов-сти электрода. С.э. перспективны для извлечения металлов из разбавленных р-ров ионизации водорода или кислорода, электросинтеза орг. соединений. [c.481]

Обычные ионообменные смолы готовят путем хлор-метилирования сферических частиц сополимера стирола с дивинилбензолом и последующего аминирования. Для большинства смол реакция протекает полностью с образованием обменника с высокой емкостью. В колонках, заполненных обычными анионообменниками с высокой емкостью, скорость разделения может лимитироваться диффузией ионов в объеме частиц смолы и обратно, а также обменными реакциями в смоле. В результате медленного массопереноса и размывания зоны для некоторых колонок наблюдается общая потеря эффективности. Повышения как скорости разделения, так и эффективности колонки достигают путем увеличения скорости переноса. [c.66]

Мы будем рассматривать тот случай, когда процесс обмена лимитируется все время только диффузией в пленке, что практически соответствует обмену на ионитах, контактирующих с растворами малых концентраций. Ограничившись рассмотрением обмена одновалентных ионов, предполагаем, что диффузионный процесс в пленке описывается одним постоянным коэффициентом диффузии О, характеризующим данную смесь электролитов в целом, а также в какой-то степени и электрическое поле, возникающее при взаимо-диффузии ионов разной подвижности. При этом мы находимся ближе к реальным условиям, чем, например, авторы работ [4, 5], которые, вводя разные и, может быть, более точные значения коэффициентов диффузии для каждого иона, участвующего в обмене, не учитывают совершенно влияния электрического поля. На это обстоятельство уже было указано в работе [2, 3]. [c.18]

В условиях наших опытов лимитирующей стадией процесса является диффузия в частицу смолы. Однако, если при обмене —N3+ скорость [c.64]

Когда лимитирующей стадией является диффузия ионов внутри зерна ионита (а это наиболее распространенный случай нри обмене с участием органических ионов), исходными уравнениями служат (3. 12) или (3.13) совместно с определениями диффузионного потока для заряженных частиц (3. 21) или (3. 22) и дополнительными условиями (3. 18) и (3. 19). Рассмотрим процесс обмена, в ходе которого не происходит изменения размеров зерна ионита, т. е. ограничимся случаем (3. 23). Поскольку данные о зависимости коэффициентов активности ионов внутри фазы ионита от концентрации носят пока еще сугубо эмпирический характер, мы вынуждены ограничиться уравнением диффузионного потока в форме (3. 22), предполагая коэффициенты постоянными. [c.239]

Если поверхностная диффузия лимитирует скорость процесса, то на растущей ступени кристалла обмен между адионами и атомами, которые уже являются составной частью решетки, происходит сравнительно быстро и, следовательно, концентрация адионов [c.279]

В работе 1950 г. [2] указывалось, что нри большой удельной поверхности препарата, когда на ней находится значительная часть кислорода, а зерна окисла очень малы и диффузия в решетке но лимитирует обмен, уравнение (1) может быть следствием неоднородности новерхности. Чтобы проверить, имеет ли место данный механизм, необходимо знать размер зерна Я (или удельную поверхность препарата р) и ко.эффициепт диффузии О диффузия в ренютке не лимитирует, если время диффузионного выравнивания концентраций в зерне много меньше продолжительности опытов (т. о. длительности квазиравновесия). [c.252]

Рассмотрим процесс соприкосновения газа, содержащего вещество Л, и жидкости, содержащей вещество В. Общее выражение скорости процесса должно отражать два этаиа взаимодействия веществ обмен массой между фазами и собственно химическую реакцию. Относительные скорости этих двух стадий могут изменяться в широком диапазоне. В одном предельном случае происходит настолько быстрая реакция, что скорость диффузии веществ целиком лимитирует общую скорость процесса. В другом случае реакция протекает настолько медленно, что вещества в течение всего процесса равномерно распределены в обеих фазах и его общая скорость целиком определяется скоростью химической реакции. Практически встречающиеся в системах газ—жидкость процессы занимают про-370 [c.370]

Скорость ионного обмена на обычно используемых ионитах велика — равновесие устанавливается за доли минуты, иногда за несколько минут. Ионный обмен — процесс хемосорбционный, состоящий из внешней диффузии сорбируемого иона к поверхности зерна сорбента, затем внутренней его диффузии в зерне к зоне химической реакции и обратной диффузии вытесненного десорбируемого иона внутри зерна и в растворе. Обменные химические реакции внутри ионитов обычно идут со скоростями, значительно большими, чем диффузия ионов, которая при этом и лимитирует процессы ионного обмена. Эти процессы подчиняются закономерностям диффузионной кинетики, причем взаимодействия между растворами электролитов с малой концентрацией поглощаемых ионов и ионитами большой обменной емкости при малой степени сшивки лимитируются чаще всего внешней диффузией, а в концентрированных растворах и при больших степенях сшивки — внутренней диффузией. Скорость диффузии и обмена возрастает с уменьшением размера зерен ионита. [c.307]

Коэффициенты диффузии обменивающихся ионов могут значительно различаться. Например, экспериментально установлено, что когда процесс лимитируется внутренней диффузией, обмен между Н-катионитом и находящимся в растворе ионом металла идет быстрее, чем между Ме-катионитом и ионом водорода, коэффициент диффузии которого больше, чем иона металла. Но при этом, несмотря на различие коэффициентов диффузии отдельных ионов, в макроско-пическйх масштабах разделения зарядов при ионном обмене не происходит, электрические поля ионов влияют на их взаимное перемещение, система и в жидкой, и в твердой фазах остается электроней-тральной, а скорость процесса определяется скоростью взаимной диффузии ионов. [c.308]

Изменение удельной поверхности препарата F также весьма существенно сказывается на кинетике реакции. Поскольку т — i/F , то для препаратов с малой поверхностью при небольшой длительности опытов обмен в объеме вообще не может быть обнаружен, хотя р- 1 и режим должен быть диффузионным. При достаточной поверхности, когда Тд i опыта, должен обнаруживаться обмен, контролируемый диффузией в массе окисла. Наконец, при очень высокой дисперсности, р >1 и обмен контролируется поверхностными процессами — адсорбцией или внедрением. Таким образом, изменяя поверхность препарата, можно менять лимитирующую стадию реакции данные, полученные с одними и теми же веществами, но при различной поверхности препаратов, могут быть несопоставимы. Весьма вероятно, что расхождения в результатах, полученных различными исследователями при изучении кислородного обмена [15, 16], связаны именно с различием в удельной поверхности препаратов (например, МпОг при различных способах прррготовления может иметь поверхность, отличающуюся в 100 раз — от 175 до 1 м поверхность может меняться также при прокаливании-[16] и других видах обработки). [c.258]

Ионы натрия присутствуют в свежеприготовленных цеолитах типа X и У и могут легко заменяться па другие одно-, двух- и грехвалентные катионы. Процесс обмена протекает очень быстро и лимитируется только диффузией. Найдено [27, 28], что наиболее легко обмениваются первые 85% натрия, который локализован в крупных полостях структурной единицы цеолита. Остальные атомы натрия удаляются труднее, так как им необходимо проникнуть через узкие окна в шестигранных соединительных призмах размером 0,22 нм. Чтобы обеспечить полный обмен, необходимо прокаливание цеолита. Это способствует дегидратации катионов и повышает их подвижность. [c.34]

Скорость переноса массы в растворе к поверхности зерен ионпта (первая стадия) зависит от температуры, состава раствора и размеров зерен. Температура и размер зерна влияют на скорость пленочной диффузии в том же направлении, что и на скорость диффузии в зерне. Однако энергия активации для диффузии в зерне, как правило, выше, чем для пленочной диффузии. Поэтому повышение температуры способствует созданию условий, при которых скорость обмена лимитируется пленочной диффузией. В условиях пленочной диффузии время, необходимое для достижения определенной степени приближения к равновесию, линейно растет с увеличением диаметра зерна. Поскольку на скорость диффузии в зерне размер зерна влияет сильнее, измельчение ионита приводит к увеличению относительной роли пленочной диффузии в кинетике обмена. При низких концентрациях раствора скорость пленочной диффузии уменьшается. Исследуя обмен ионов щелочных металлов, Бойд с сотрудниками [2] установили, что при низких концентрациях раствора (< 0,003 М) экспериментальные результаты хорошо согласуются с предположением о замедленности стадии пленочной диффузии, тогда как при высоких концентрациях электролита [c.92]

Пататом и Фрёмблингом [88] было показано, что полимеры, полученные из чистых исходных продуктов, могут быть почти полностью деполимеризованы при температурах 350—600° в вакууме. В качестве продуктов деструкции образуются главным образом тример и тетрамер, а также высшие гомологи вплоть до гептамера. На основании кинетики деполимеризации можно было получить только приблизительные сведения, так как измерения невозможно было воспроизвести (скорость обменного разложения лимитиро-ва.лась диффузией олигомера из полимера). [c.64]

Взаимодействием хлорметилированных сополимеров стирола и п-дивинилбензола с эфирами аминокарбоновых к-т (аминоуксусной, аминопропионовой, аминоэнантовой) получены иониты с аминокарбоксильными группировками. Полные обменные емкости ионитов составляют 2,6—3,4 мг-экв г. Показано, что лимитирующей стадией процесса аминирования является диффузия аминирующего агента. Исследована сорбционная способность аминокарбоксильных ионитов по отношению к Со(П), Ы (П), Си(П), 2п(П), Ре(П1), Ьа(1П) и ТЬ (IV) и показано, что они обладают большей селективностью к исследованным ионам, чем иониты, содержащие только карбоксильную группу. Табл. 4, рис. 2, библ. 6 назв. [c.329]

В области более высоких температур имеет место хорошее согласие между данными о реакции между Нг и Оз и опытами по обмену, что свидетельствует о справедливости в этих опытах одного механизма реакции, обусловливающего оба эффекта. Такой вывод никак не связан с типом механизма элементарной стадии реакции, и не представляется возможности судить о том, какой из различных предлагаемых механизмов лучше всего соответствует результатам опытов по обмену. Реакция между Нг и Ог в рассматриваемо.м интервале температур лимитируется диффузией и этим объясняется исевдо-линейный характер арре-ииусовых прямых, а также неожиданно низкое значение энергии активации, полученное в наших экспериментах и часто упоминаемое в литературе (около 3 ккал/моль). Вследствие диффузии эта величина составляет половину от энергии активации для реакции между Нг и Вг. При более высоких температурах начинают играть роль участки поверхности, характеризующиеся большими энергиями активации. [c.212]

Порядок реакции, равный единице для ряда обменных реакций, был установлен уже раньше . Для обмена между кислородом газовой фазы и УгОз в начальные интервалы времени порядок реакции равен единице". В случае предварительного прогрева УгОз наблюдается замедление скорости во времени, которая лимитируется диффузией кислорода из глубины микросфе-рических частиц к поверхности. В течение начального периода обмена порядок реакции равен единице. [c.71]