Дисперсность на химическое равновесие

Дисперсные системы. Растворы. В течение длительного периода развития химии основными объектами исследования были вещества постоянного состава, образующиеся при некоторых рациональных и строго фиксированных стехиометрических соотношениях компонентов, что представляло собой так называемую "привилегию дискретности" в химии. Фазы, не подчиняющиеся стехиометрическим законам и обладающие переменным составом (в частности, растворы), исключались из рассмотрения в рамках классической химии. Бурное развитие химии в конце XIX и начале XX в., особенно учения о химическом равновесии, теории растворов (Гиббс, Вант-Гофф, Ле Шателье, Д.И.Менделеев, Д.П.Коновалов, [c.145]

Растворы — гомогенные системы переменного состава, находящиеся в состоянии химического равновесия. Растворы представляют собой дисперсные системы, в которых частицы одного вещества равномерно распределены в другом. Дисперсные системы по характеру агрегатного состояния могут быть газообразными, жидкими и твердыми, а по степени дисперсности — взвесями, коллоидными и истинными растворами. Частицы взвесей обычно имеют размер порядка 1 мкм и более. Такие частицы сохраняют все свойства фазы. Поэтому взвеси следует рассматривать как гетерогенные системы. Характерным признаком взвесей служит их нестабильность во времени. Они расслаиваются, причем диспергированная фаза (т.е. вещество, распределенное в среде) выпадает в виде осадка или всплывает в зависимости от соотношения плотностей. Примерами взвесей могут служить туман (жидкость распределена в газе), дым (твердое - - газ), суспензии (твердое + жидкость), эмульсии (жидкость - - жидкость), пены (газ + жидкость). [c.146]

Показано, что заводнение является физико-химическим процессом. Необходимо учитывать диспергирование нефти и ее движение как системы дисперсных элементов (кластеров, ганглий, целиков, агрегатов) при вытеснении из пористых сред водными растворами, диспергирование пористой среды при нарушении физико-химического равновесия с пластовыми и закачиваемыми флюидами, дисперсность закачиваемой в пласт воды и водных растворов. Приведены примеры технологий, в которых учет дисперсности системы нефть—вода —порода позволил повысить технологическую и экономическую эффективность. [c.4]

Большое значение времени, прошедшего с момента изготовления раствора, обусловлено целым рядом причин. Во-нервых, это связано с тем, что при изменении условий суш,ествования радиоактивного изотопа в растворе химическое равновесие (реакции гидролиза, коллоидообразования, комплексообразования) может устанавливаться не мгновенно, но с некоторой конечной скоростью [ ] во вторых, в случае коллоидного состояния радиоактивных изотопов с течением времени могут происходить различные процессы, приводящие к изменению величины заряда коллоидных частиц, коагуляции их, изменению степени дисперсности и т. д. в-третьих, с увеличением времени хранения в растворе может возрасти количество коллоидных и других случайных загрязнений, возникающих за счет выщелачивания из стенок сосудов 8102 и попадания пыли из воздуха [27-29] [c.48]

Реакционная способность зависит от степени дисперсности вещества, изменение которой может приводить к сдвигу фазового или химического равновесия. [c.111]

С увеличением дисперсности повышается активность компонентов (11.193), а в соответствии с этим изменяется константа химического равновесия в ту или другую сторону, в зависимости от степени дисперсности исходных веществ и продуктов реакции. Например, для реакции разложения карбоната кальция [c.113]

Влияние развития поверхности- (и в частности, степени дисперсности) на химические равновесия до последнего времени не учитывалось, что является одной из причин значительного расхождения экспериментальных данных о равновесиях в подобных системах. [c.495]

Здесь следует также отметить, что рассматриваемые вещества в реальных системах не всегда находятся в равновесном состоянии. Химическое равновесие в водных системах достигается только для тех реакций, которые являются быстрыми в геологическом и биологическом аспектах, поэтому правильнее рассматривать водные системы не как равновесные, а как дисперсные системы, находящиеся в стабильном состоянии. [c.293]

При С > 1 химическая емкость потока дисперсной фазы меньше, чем химическая емкость потока сплошной фазы, и равновесие должно достигаться в месте выхода сплошной фазы. Действительно, из формулы [c.223]

Когда скорость реакции очень мала по сравнению со скоростью массопередачи J, состав фазы / равномерен и находится в равновесии с другой фазой. Если известно уравнение, описывающее кинетику реакции, то легко вычислить (см. стр. 160). В случае относительно быстрой реакции на распределение концентрации сильно влияет соотношение между скоростями массопередачи и гомогенной химической реакции может быть найдено только на основании экспериментального исследования связи указанных факторов со степенью дисперсности (см. стр. 160). [c.157]

Как влияет дисперсность вещества на его реакционную способность, давление пара, растворимость, константу равновесия химических реакций [c.31]

В физической и коллоидной химии широко используется термодинамический метод, который дает возможность решать ряд важных задач, связанных с превращениями различных видов энергии, которыми сопровождаются химические процессы и фазовые переходы, а также с направлением химических процессов и равновесием. Не менее широко используется статистический метод для решения задач химической кинетики, равновесия и его смещения, кинетики адсорбционных и электрохимических процессов, кинетики процессов, протекающих в дисперсных системах. Ознакомление с указанными основополагающими методами, а также с другими физическими и физикохимическими методами исследования, которые излагаются в настоящем курсе, будет способствовать существенному повышению теоретического уровня знаний будущего учителя. [c.5]

Основные факторы, вызывающие смещение равновесия изменение температуры и давления, наличие в реакционной смеси инертного газа, изменение концентрации реагентов (путем введения исходных веществ или продуктов взаимодействия), изменение степени дисперсности твердых тел. В химическом процессе важнейшую роль играют изменения температуры и давления. Ниже рассмотрено влияние на равновесие различных факторов в разнообразных системах в последовательности индивидуальное вещество — смеси — взаимодействующие вещества. [c.131]

Изменение степени дисперсности и компактности фаз, как показал В. А. Киреев (1951 г.), может оказать существенное влияние на химическую активность вещества. Поэтому при расчете равновесия реакций, в которых участвуют мелкокристаллические, аморфные и стеклообразные вещества, необходимо учитывать дополнительное изменение энергии Гиббса = и равновесие бу- [c.483]

В общетеоретическую часть включены вопросы строения вещества, энергетики и кинетики химических реакций, растворов, окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, а также обзор свойств элементов и их соединений. Рассмотрено строение вещества на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровне, а также строение кристаллов. Изложены общие закономерности протекания химических реакций, в том числе основы химической термодинамики и химической кинетики. Большое внимание уделено тепловым эффектам и направленности химических реакций, химическому, фазовому и адсорбционному равновесию. Изложены кинетика гомогенных и гетерогенных реакций, цепных и фотохимических реакций и основы катализа. Освещены дисперсные системы, коллоидные и истинные растворы, большое внимание уделено растворам электролитов. Рассмотрены термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, коррозия и защита металлов. Выполнен обзор свойств химических элементов и их простых соединений, рассмотрены строение и свойства комплексных и органических соединений. [c.3]

Если рассмотреть равновесие дисперсной жидкой фазы и ее пара, то повышение химического потенциала мелких капель приводит к повышению равновесного давления пара. Если пар обладает свойством идеального газа, то из (VI.25) получаем [c.179]

Вопросы термодинамики равновесия и устойчивости дисперсных систем рассматривались в работах Фольмера, Лэнгмюра, Онзагера и других ученых. Общие термодинамические соотношения, характеризующие процесс диспергирования, даны в работах Ребиндера, Щукина, Русанова и Куни . В этих работах на основе объединения гетерогенной трактовки дисперсных систем ( фазовый метод) и гомогенной ( квазихимический метод), где частицы рассматриваются в качестве гигантских молекул, получены выражения для химических потенциалов и других термодинамических параметров частиц. Показано, что самопроизвольное диспергирование конденсированных фаз возможно, если возрастание свободной энергии, связанное с увеличением поверхности при диспергировании, компенсируется (как было уже сказано) величиной, обусловленной ростом энтропии смешения (включением частиц в броуновское движение). [c.238]

Важное значение, особенно при описании процессов зарождения новых фаз, имеет случай образования частиц дисперсной фазы в условиях равновесия состояний III и II, которому отвечает равенство химических потенциалов [c.114]

Условие седиментационно-диффузионного равновесия может быть получено и термодинамическим путем из предположения о постоянстве гравитационно-химического потенциала (обобщенного химического потенциала, учитывающего влияние внешнего поля силы тяжести) и о применимости к дисперсной системе законов идеальных систем, т. е. [c.155]

Курс физической и коллоидной химии изучается после курсов физики, математики, неорганической, аналитической и органической химии, поэтому в учебник не вошли или изложены весьма кратко некото-< рые разделы этих дисциплин. Так, конспективно написаны Агрегатные состояния вещества , Основы химической термодинамики , Фазовые равновесия и растворы . В то же время подробно изложен материал по химической кинетике, адсорбции и поверхностным явлениям, структурообразованию в дисперсных системах, микрогетерогенным системам, высокомолекулярным соединениям и их растворам, коллоидным поверхностно-активным веществам. Это обусловлено важностью указанных тем для понимания физико-химических и коллоидно-химических основ технологических процессов пищевой промышленности. Многие законы и положения физической и коллоидной химии иллюстрируются примерами из различных пищевых производств. [c.7]

Потоки массы и энергии обусловливают изменение энтальпии сплошной п дисперсной фаз, а также других физических и термодинамических характеристик фаз вязкости, плотности, теплоемкости, состава, температуры н т. п. Изменения физико-химических характеристик фаз оказывают влияние на степень удаления гетерогенной системы от равновесия. [c.106]

Действительно, концентрация насыщения раствора при неизменной дисперсности минерала (влияние упругой деформации на поверхностную энергию пренебрежимо мало) зависит только от температуры, и кратковременное пересыщение в прилегающем тонком слое раствора, вызванное приложенным напряжением вследствие увеличения химического потенциала кристалла, приводит к немедленному обратному осаждению всей растворившейся твердой фазы в виде осадка с ненапряженной решеткой (эпитаксия скажется только на первых моноатомных слоях, что имеет значение для равновесного потенциала металла и скорости растворения минерала в ненасыщенном растворе, но несущественно для минерала в пересыщенном растворе в связи с быстрым образованием толстого слоя осадка). В результате на поверхности кристалла, покрытого этим осадком, восстановится прежнее фазовое равновесие, и влияние напряжений не удастся зафиксировать. Поэтому механохимическое растворение минералов следует изучать в растворах, далеких от насыщения, используя нестационарные кинетические методы. [c.35]

Природная глина является продуктом коагуляции, проходящей в геологическом масштабе. В глинистых суспензиях коагуляция в различных ее формах также является доминирующим состоянием. Соответственно все процессы приготовления, обработки и применения буровых растворов направлены по пути ослабления коагуляции (пептизация и разбавление), ее сдерживания или предотвращения (стабилизация, коллоидная защита), регулирования (ингибирование) или усиления (электролитная, температурная агрессия, концентрационное загущение). Эти изменения смещают равновесие в сторону усиления или ослабления связей между глинистыми агрегатами, влияют на их лиофильность и дисперсность. В результате устанавливаются промежуточные равновесные состояния, которые и определяют технологические показатели буровых растворов. Таким образом, все протекающие в них изменения являются различными формами единого коагуляционного процесса, управляемого общими. закономерностями системы глина — вода, в которой этот процесс реализуется, и его физико-химическим механизмом. Проявлением этого механизма является модифицирование твердой фазы путем поверхностных реакций замещения и присоединения, включающих в себя гидратацию, ионный обмен и необменные реакции. Такого рода модифицирование, осуществляемое обработкой химическими реагентами, определяет уровень лиофильности системы, сдвигая его в должном направлении. При этом получают развитие факторы, влияющие на дисперсность, — набухание, пептизация или, наоборот, структурообразование и агрегирование. [c.58]

Книга является 1-й частью сквозного курса общей и физической химии. Поэтому здесь подробнее излагаются разделы по строению атома, Периодическому закону и его проявлениям, химической связи и особенно химической термодинамике. Зато традиционные для общей химии разделы по растворам, ионным и фазовым равновесиям, окислительно-восстановительным реакциям, кинетике и дисперсным системам вынесены во 2-ю часть, названную Физическая химия . В книгу также включен краткий исторический очерк развития химии и химические аспекты будущих специальностей студентов. Предлагается для студентов химико-технологических, металлургических, обогатительных, экологических вузов и факультетов технических университетов. [c.2]

Так же как в системе пища — молекулярный кислород , при комнатной температуре вне организма окисления не происходит, несмотря на то что система далека от состояния равновесия, не наблюдается это и вне топливного элемента с гремучим газом Нг + О2 или со смесью СО + О2. Общим свойством всех органических и неорганических преобразователей химической энергии является то, что на их поверхности вследствие адсорбции происходит повышение концентрации реагирующих веществ и что сравнительно инертный кислород не реагирует непосредственно с веществом, подлежащим окислению. В живом организме кислород соединяется с железом гемоглобина и образует при этом перекисное соединение, окисляющее субстрат в качестве переносчика кислорода. Анало-.гично активируется весьма инертный при комнатной температуре кислород на диффузионных катодах соответствующими переносчиками вроде дисперсного серебра или металлической платины. Общим свойством окисляющих систем является уже отмеченное обстоятельство, что не только редокс -элементы. [c.474]

Фазовые равновесия в высокомолекулярных системах, особенно содержащих кристаллизующиеся полимеры, могут быть не менее сложными, чем в металлических сплавах, силикатных или солевых системах. Физико-химический анализ и изучение фазовых равновесий должны сделаться столь же обязательным вспомогательным методом исследований в полимероведении — учении о полимерных материалах, какими они уже давно сделались в металловедении, химии силикатов, галургии, технологии жиров и углеводородных систем. Без точного знания всех особенностей диаграмм состояния изучаемых высокомолекулярных систем нельзя правильно оценить характер наблюдаемых в таких системах структурных превращений, чаще всего связанных с возникновением новых дисперсных фаз. [c.59]

Необходимо отметить, что термодинамическую устойчивость, так же как п самопроизвольное дпспергпроваиие, можно отнести к определенному состоянию системы, соответствующему тому или другому минимуму потенциальной энергии взаимодействия частиц. Для дисперсных систем характерен неглубокий минимум, отвечающий коагуляции иа дальних расстояниях между частицами при их взаимодействии через прослойки среды. По отношению к этому минимуму очень многие стабилизированные золи можно считать термодинамически устойчивыми к коагуляции. В таких системах существует равиовесие, которое предполагает равенство скоростей двух противоположных процессов — коагуляции и пептизации. Подобно химическому равновесию его можно характеризовать константой равновесия, равной отношению констант скоростей коагуляции и пептизации [c.287]

Пусть с — концентрация реагента в сплопшой (жидкой) фазе в данный момент реакции. Скорость, с которой происходит реакция, пропорциональна произведению разности с, — с (величина отклонения от равновесия, выраженная через разность между концентрацией насыщения, которую можно установить для вещества, переходящего в снлопшую фазу, и действительной его концентрацией в этой фазе) на величину поверхности переноса между фазами. В свою очередь, поверхность переноса между фазами пропорциональна количеству дисперсной фазы, еще не перемещенной в сплошную фазу в результате химической реакции. Это количество равно — с, т. е. разности между концентрацией, которая устанавливается в сплошной фазе, когда все [c.333]

Транспорт флюидов по стволу скважины и инертного сырья по. магистральным трубопроводам различается. Под нормальным технологическим режимом эксплуатации скважин подразумеваются усилия, прн которых обеспечиваются наибольшие дебиты нефтяного сырья. Наряду с экстремальными, технологическими факторами (смятие эксплуатационной скважины, ее разрушение, вибрация и т. д.) ограничивают дебит скважины факторы, связанные с физико-химическими свойствами потока, движущегося по сквал сине в условиях изменяющегося давления и температуры. К ним, прежде всего, относятся песчаные пробки, образующиеся в результате скрепления частиц при помоиди вяЛ Сущих компонентов нефти, парафиноасфальтеновые отложения, кристаллогидраты природных газов и т. д. Все эти явления так или иначе связаны с фазообразованием, изменением размеров различных типов элементов структуры дисперсной фазы, динамикой расслоения дисперсной системы и могут быть решены па основе теории регулируемых ММВ и фазовых переходов. По мере перемещения от забоя скважины на дневную поверхность снижаются температура и давление, что ведет к изменению условий равновесия в потоке нефтяного сырья и выпаданию из него парафинов, асфальтенов, воды, песка с образованием структурированных систем на внутренних поверхностях эксплуатационных колонн (осадков, газогидратов). [c.189]

Коллоидно-химические свойства нефтяной системы изменяются при приложении к ней внешних воздействий не непрерывно, а дискретно, проходя каждый раз через стадии кризисных состояний. Достигнув определенной пороговой величины, количественные изменения объекта приводят к перестройке его структуры, в результате чего образуется качественно новая система со своими закономерностями развития и структурой. Количественные и качественные изменения обусловливают друг друга. Вероятна и обратная зависимость качественные изменения приводят к количественным. Рассматриваемый вопрос находится в соответствии с одним из основных законов диа. ектики, согласно которому изменение качества объекта происходит тогда, когда накопление количественных изменений достигает определенного предела. Можно предположить, что в нефтяной дисперсной системе в каждый момент времени часть ее компонентов находится не около положений устойчивого равновесия, а около положений неустойчивого равновесия, через которые лежит путь от одного положения устойчивого равновесия к другому. [c.171]

Как правило, большинство нефтяных дисперсных систем существуют в обычных условиях в неравновесных состояниях. Это приводит к проявлению многочисленных локальных коллоидно-химических превращений в структуре нефтяной дисперсной системы, которые в свою очередь отражаются на макросвойствах системы, например на седиментационной устойчивости, т.е. склонности к расслоению системы, ее вязко-стно-структурных характеристиках и т.д. Важнейшим проявлением макросвойств в нефтяных дисперсных системах являются фазовые переходы, спонтанно происходящие в них в различных условиях существования. Любая нефтяная дисперсная система отличается присухцей ее пространствеьшой внутренней организацией, которая претерпевает непрерывные превращения во времени с участием структурных элементов систем, Общепринятое понятие энтропии системы, яв уяющесся мерой упорядоченности структуры, в данном случае практически не применимо, вследствие чрезвычайной сложности нефтяной системы. В этой связи в нефтяных дисперсных системах фиксируются некоторые характеристические области вблизи состояний равновесия, где система находится в кризисном состоянии, которые проявляются в системе при изменении термобарических условий. В нефтяной дисперсной системе может существовать несколько таких областей. В каждой переходной области система проявляет характерные свойства, отличается наивысшей восприимчивостью к тем или иным воздействиям. [c.174]

Выше (гл. III) было pa MOTpeiio равновесие бесконечно протяженных фаз, когда можно не учитывать поверхностные явления. Этому случаю отвечают сплошные линии иа рис. 39, где температура То относится к тройной точке для бесконечно протяженных фаз. На рис. 39 кривая ВВ" описывает давление пара переохлажденной жидкости и является продолжением кривой АВ. Семейство кривых ВС, В С, В"С" определяет давление пара дисперсной твердой фазы, взятой в виде кристаллов различного размера. Из уравнения (VI.26) следует, что по мере уменьшения размера частиц г вся кривая р Т), т. е. кривая СВ на рис. 39, для твердой фазы смещается вверх, так как в уравнении (VI.26) С моль(г) всегда положительна и растет с увеличением дисперсности системы. На рис. 39 этому отвечают кривые С В и С"В". Как видно из того же рисунка, повышение химического потенциала вещества в дисперсной фазе приводит к понижению температуры его плавления. Метастабильное равновесие наблюдается при более низкой температуре T dTo [c.179]

Эти два подхода к определению избыточного химического потенциала вещества дисперсной фазы Лцг и А д. г используются для анализа различных аспектов состояния равновесия дисперсной системы. Первый из них был применен в 3 гл. I к рассмотрению равновесия частицы дисперсной фазы со средой при выводе уравнения Томсона (Кельвина). Второй подход, учитывающий участие частиц в тепловом движении, предусматривает тем сам Ы1М появление И исчезновение частицы как целого и повво-ляет описать равновесие частиц различного размера в дисперсной системе . Равновесному распределению частиц по размерам отвечает условие постоянства химического потенциала для частиц различного размера (включая и молекулярные), т. е. Дц г = =соп51. Из соотношеиия (IV—14) получаем выражеиие для равновесного числа частиц, данного радиуса г [c.118]

Продолжается активное развитие ряда фугих направлений коллоидно-химической науки и смежных областей знания учения об аэрозолях (играющего важную роль в создании методов защиты окружающей среды от загрязнения) физикохимии электроповерхностных явлений, включая коллоидно-химические аспекты борьбы с коррозией термодинамики поверхностных явлений и фазовых равновесий в дисперсных системах, теории электрокинетргаеских и оптических свойсгв коллоидных дисперсий изучения коллоидных свойств дисперсий ВМС (включая методы получения полимерных покрытий, особенности латексной полимеризации) исследований специфических коллоидно-поверхностных эффектов в кристаллах особенностей смачивания и других поверхностных явлений в высокотемпературных системах. Энергично развивается физико-химическая механика природных дисперсных систем (глинистые минералы, уголь, торф и др.) конструкционных и строительных материалов (стали, сплавы, керамика, материалы на основе минеральных вяжущих веществ) контакта твердых поверхностей, трения, смазывающего действия. [c.14]

А. И. Русанов, Ф. М. Куни, Е. Д. Шукин и П. А. Ребиндер [155—157] рассмотрели термодинамику дисперсных систем на основе двух подходов — квазихимического, оперирующего понятием химического потенциала частицы дисперсной фазы, и фазового, использующего понятие поверхностного натяжения. Они показали, что в зависимости от внешних условий и специфики системы могут встречаться состояния как устойчивого, так и неустойчивого равновесия монодисперсных систем. Однозначного решения не получено. 1 [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология