Закалка химического равновесия

Таким образом, условия, благоприятствующие. наибольшему выходу окиси азота, совершенно иные, чем условия синтеза аммиака, и на первый взгляд здесь нет температурного конфликта высокая температура одинаково благоприятствует и скорости реакции и наибольшему выходу окиси азота. Катализатор здесь не нужен. Тем не менее и здесь возникает температурный конфликт , однако совершенно другого рода. Когда воздух, обогащенный окислами азота, выходит йз высокотемпературной зоны, в которой осуществляется синтез, он постепенно охлаждается, а по мере его охлаждения равновесие вновь практически нацело смещается справа налево, и окислов азота в воздухе не остается. Поэтому для сохранения окислов азота должно быть предусмотрено при проектировании технологического процесса еще одно обязательное в подобных случаях условие закалка химического равновесия. [c.323]

Закалка химического равновесия сводится к настолько, быстрому охлаждению,, чтобы равновесие, создавшееся при высокой температуре, не успело заметно сместиться. Частным случаем закалки является общеизвестная закалка стальных изделий. [c.323]

После достижения максимальной температуры взрыва Гтах и установления отвечающего этой температуре химического равновесия начинается охлаждение газа, обусловленное отводом тепла (при помощи передачи тепла холодным стенкам реактора или при помощи излучения тепла нагретым газом). Параллельно с уменьшением температуры Происходит соответствующее смещение равновесия однако при некоторой температуре химические процессы оказываются настолько замедленными, что реакция, приводящая к равновесию, практически останавливается, происходит закалка смеси, и дальнейшее охлаждение газа происходит уже при постоянном составе смеси. Таким образом, состав продуктов горения отвечает химическому равновесию прн температуре закалки и может значительно отличаться от того, который имелся бы при полном сгорании. Другими словами, процент выгорания при взрыве горючей смеси в замкнутом сосуде всегда должен быть меньше 100. [c.463]

Существует и другой класс соединений, которые можно получать в плазме. Спектроскопические исследования звезд показывают, что в их внешней атмосфере при температурах от 2000 до 6000 °К содержатся в большом количестве молекулы и свободные радикалы. Если газ такого состава медленно охлаждать, то конечными продуктами этого процесса будут самые стабильные при 500—1000 ° К соединения в зависимости от того, когда наступит химическое равновесие. Часто наиболее стабильны твердые вещества. Однако если газ описанного выще состава охлаждается с максимально возможной скоростью, например в течение нескольких микросекунд, наблюдается тенденция к образованию простых газообразных соединений независимо от их термодинамической устойчивости, потому что для образования зародышей твердых частиц необходимо значительно больше соударений, чем для образования простых молекул. В этом случае возможно образование молекул, не стабильных при комнатных или плазменных температурах по отношению к твердым частицам, но стабильных по отношению к свободным радикалам и молекулярным фрагментам, существующим при температурах плазмы. Такую тенденцию к образованию газообразных молекул вместо твердых частиц можно назвать конденсационным барьером . Это означает, что при высоких скоростях закалки более вероятно образование из молекулярных фрагментов самых простых молекул, а не наиболее термодинамически устойчивых. Наиболее убедителен пример процессов этого типа — образование моносилана в дугах [8]. Если судить по величине свободной энергии образования моносилана, то при комнатных температурах он нестабилен (АО порядка нескольких ккал/моль), а при 3000 °К вообще не должен существовать (ЛО 100 /скал/моль). Его образование в дугах, вероятно, можно объяснить тем, что смесь газообразного кремния с водородом при 3000° К после закалки может дать либо кремний в твердой фазе, либо газообразные силаны различного состава, причем моносилан — самая простая молекула из возможных силанов. [c.46]

Составы продуктов реакций в этих исследованиях в дуге низкого давления сходные. Выход фторидов азота в обеих экспериментальных работах составляет от 1 до 5%. Подобные выходы продуктов наблюдаются во всех работах в плазменной струе азота, описанных в предыдущем разделе. Хотя выводы могут оказаться и преждевременными, это качественное согласие, обнаруженное в различных системах, возможно, свидетельствует о том, что в плазме реализуется химическое равновесие и что одинаковые кинетические закономерности управляют реакциями в процессе закалки в широком интервале условий. [c.210]

При этом образуется окрашенное в черный цвет пирофорное вещество, по составу близкое к РеО. В то же время полученная таким путем закись железа не является стехиометрическим соединением состава 1 1. Как показали физико-химические исследования [4, с. 89 5], область существования закиси железа стехиометрического состава (1 1) лежит вне области гомогенности, отвечающей веществу, которое принято считать закисью железа. Оксид РеО стехиометрического состава можно получить в системе Ре—О лишь при высокой температуре с последующей закалкой (быстрое охлаждение) для замораживания равновесия. Если охлаждение оказывается недостаточно быстрым, происходит диспропорционирование [c.122]

Высокоэффективные химические процессы могут быть созданы также на основе использования электро-разрядной плазмы и вообще очень высоких температур. При температуре порядка 10 000° практически все вещества переходят в атомизированное состояние. Если бы путем снижения температуры удавалось осуществлять рекомбинацию атомов, не давая системе достичь равновесия, соответствующего низкой температуре, химия овладела бы мощным методом синтеза. Таким образом, главные проблемы плазмохимии — это быстрая закалка системы и управление ее реакциями в процессе закалки. [c.21]

Помимо того что проблема стабильности фаз — проблема чисто термодинамическая, надо отметить следующее. Процессы перестройки структуры кристаллов при не слишком высоких температурах протекают медленно, и из-за кинетических затруднений нелегко отличить случаи стабильного существования неупорядоченных фаз до низких температур от случаев закалки состояний, равновесных лишь при более высоких температурах. Поэтому часто результаты, полученные традиционными метода.ми физико-химического анализа, зависят от истории образцов. На основании же термодинамических данных, полученных при достаточно высокой для надежного достижения равновесия температуре, могут быть рассчитаны или предсказаны свойства и условия стабильности фазы для широкого интервала температур (в том числе для низких температур, при которых велики кинетические затруднения). [c.175]

Современный уровень знаний. Из-за недостоверности описания плазмы, термохимических данных и кинетики реакций современные знания механизмов реакций в плазме весьма неубедительны. Хотелось бы верить, что в условиях высоких температур и больших давлений достигается термохимическое равновесие. Хотя в основе этого предположения и лежат серьезные аргументы, подтвердить его могут только прямые определения химического состава многокомпонентной высокотемпературной плазмы высокого давления. Пока не ясен и вопрос о том, будут ли обнаружены новые соединения. Из-за отсутствия полных кинетических данных вероятные механизмы реакций на стадии закалки или на других неравновесных стадиях часто предлагаются на основе ненадежной экстраполяции результатов исследований реакций при обычных температурах. [c.223]

В методическом отношении на раннем периоде развития физико-химического анализа большое значение имело изучение металлических систем, так как для металлических сплавов, как правило, равновесие устанавливается быстро, фиксация этого равновесия сравнительно просто достигается методом закалки и возможно точное измерение физических свойств. [c.14]

Закалка равновесия — резкое охлаждение равновесной химической системы, в результате чего равновесие не успевает сместиться и остается таким, какое соответствует высокой температуре (стр. 43). [c.110]

Экспериментальная оценка составов растворов, сосуществующих с цеолитами различных генетических групп, позволяет выделить два основных типа ионообменных равновесий океанический и диагенетический. Состав обменных катионов для цеолитов океанического типа определяется равновесием с морской водой, которая служит буфером в условиях резкого преобладания жидкой фазы. Диагенетический тип характеризуется ионообменным равновесием цеолитов с поровыми растворами в условиях преобладания твердой фазы, когда буфером является сама порода. В случае диагенетического типа ионообменных равновесий цеолитов необходимо учитывать, что состав поровых растворов может претерпевать существенные изменения в соответствии с меняющимися внешними условиями, а также за счет гидротермально-метасоматических процессов. Поэтому для оценки физико-химических параметров ионообменных равновесий по составу обменных катионов цеолитов необходима геологическая привязка условий "закалки". [c.114]

Другой вариант метода гетерогенных равновесий (динамический) заключается в длительных (достаточных для приближения системы к равновесию) изотермических отжигах исследуемого материала в потоке (избытке) газа с фиксированным парциальным давлением летучего компонента с последующей закалкой и химическим анализом твердой фазы. [c.281]

После достижения максимальной температуры взрыва Гтах и установления отвечающего атой температуре химического равновесия начинается охлаждение газа. Параллельно с уменьшением температуры наблюдается ооответствующее омегцение равновесия. Однако при некоторой температуре химические процессы оказываются настолько замедленными, что реакция, приводящая к равповесию, практически останавливается, происходит закалка смеси, и в дальнейшем газ охлаждается уже при постоянном составе смеси. [c.229]

И СОа. Эти вычисления показали, что при изменении температуры от 1735° 1 = 5 мм) до 1304° К I = 85 мм) измеренная константа равновесия (в отличие константы К ), как и парциальные давления четырех газов, в пределах погрепшости измерений остается неизменной. Отсюда следует, что вблизи внутреннего пламени в междуконусном газе устанавливается равновесие, как это было найдено и в опытах [901], которое не смещается при понижении температуры. В работе (1361 при помощи кин тических уравнений были оценены относительные парциальные давления Н, ОН и СНд и было показано, что главным химическим процессом в зоне сгоревших газов является рекомбинация этих частиц. Заметим, что наблюдаемая в этих опытах закалка равновесия, несмотря на наличие активных частиц, подтверждает сделанное выше заключение о слабом влиянии этих частиц (ввиду их относительно малой концентрации) на химическое равновесие в зоне сгоревших газов. [c.481]

Чтобы ответить на этот вопрос, во время нагревания бомбу слегка наклоняют в одну сторону, а при охлаждении— поворачивают в другую сторону. Если стекло было действительно жидким при высокой температуре, то во время нагревания оно собирается в нижней части тигля, в то время как сосуществующий весьма текучий раствор собирается и затвердеет в той части, которая при охлаждении была нижней. Необходимо прежде охладить нИжнюю часть бомбы, в которой находится тигель, чтобы быстро закалить содержимое тигля и отделить его от газовой фазы, находящейся над ним. Затем раствор охлаждается под давлением и растворы щелочных силикатов образуют прозрачные, гомогенные водосодержащие стекла, вполне твердые, если содержание воды не превыщало 25%. Если, однако, золотой тигель поместить в бомбе лишь немного ниже крышки, то тепло будет быстрее отниматься от стенок бомбы, нежели от пробы, в то время как пространство наполнится водяным паром. При этом произойдет внезапное уменьщение давления, вода бурно выкипит из раствора, а нелетучие компоненты вспучатся и одновременно затвердеют. Образуются очень пористые пемзообразные, почти безводные силикатные массы. Этот процесс аналогичен вспучиванию нагреваемых природных пемз или водных стекол , описанному Барусом (см. С. I, 192). Главное преимущество метода Мори состоит в том, что-он может быть использован при статическом исследовании фазовых равновесий. Этот метод гидротермальной закалки позволяет сохранить в неизмененном виде (по химическому составу) кристаллы и раствор, которые были стабильными при высоких температурах (раствор представлен водосодержащим стеклом). Если при постоянной температуре изменять содержание воды и состав силикатной смеси, то граиищу области образования некоторой кристаллической фазы можно определить в соответствии с теми же принципами, которые справедливы в отнощении обычного сухого метода закалки (см. В. I, ЦО и ниже). Если, кроме того, стекло взвесить, то определится количество адсорбированной воды, т. е. содержание воды в горячем расплаве. Таким образом, станет известным истинный состав равновесных растворов, насыщенных при данной температуре относительно определенной кристаллической фазы. [c.600]

При дальнейшем обсуждении предполагается, что плазмохимический процесс протекает в две стадии первая стадия — в дуге — включает в себя также перемешивание и подогрев реагентов, а вторая стадия — закалку продуктов реакции. Факторы, определяющие ввод энергии в газовый поток, не влияют на ароцессы, которые про текают за зоной дуги. Такое разделение основано на предположении, что химическое состояние газа, истекающего из плазматрона, можно охарактеризовать энтальпией газа и что дуговые плазматроны, позволяющие получать газ с одинаковым уровнем энтальпии создают те же начальные условия для соответствующих химических реакций. Такой подход кажется оправданным для обсуждаемых в этой главе реакций, поскольку плазма дуги постоянного тока при давлениях, близких к атмосферному, характеризуется локальным термодинамическим равновесием [2]. Результаты экспериментальной работы, рассматриваемые в следующих разделах главы, подтверждают это предположение. [c.117]

Вообще, замедление химических реакций при низ-ких тсмпсрйтурйл чйсто использустся для того, что= бы сохранять малоустойчивые вещества. В таких случаях говорят, что вещество находится в замороженном или закаленном состоянии, а соответствующая реакция распада заморожена. Вещества, устойчивые при высоких температурах, но неустойчивые при низких, часто получают следующим образом проводят при высокой температуре реакцию, а затем продукты реакции резко охлаждают. Например, ампуле с реакционной смесью дают упасть в воду, ртуть, масло либо газообразные продукты реакции направляют на кварцевую или металлическую поверхность, охлаж даемую водой или жидким азотом. За короткое время охлаждения продукты реакции не успевают разложиться, а при низкой температуре процесс их разложения заморожен. Такой метод называется закалкой равновесия. [c.43]

Применение микроскопического исследования для определения поверхности вторичного выделения возможно при условии, что сплавы не являются слищком летучими или химически активными их структуры, существующие при высокой температуре, не должны маскироваться изменениями, происходящими при закалке или во время быстрого охлаждения. Если эти условия удовлетворяются, то исследование заключается в закалке или быстром охлаждении сплава после отжига. Отжиг должен обеспечивать равновесие, и его нужно проводить прн последовательно повышающихся температурах. Отметим, что продолжительность отжига в такого рода работе может быть гораздо длительнее, чем продолжительность отжига, необходимая при определении точек солидус в бинарной системе. Как объяснялось в главе 19, если гомогенный сплав нагревается немного выше точки плавления обычно в течение получаса, то при этом образуется жидкость в Количестве, которое может быть обнаружено микроанализом. С другой стрроны, если нагревается тройной сплав, состоящий из жидкости, а также твердых фаз Л и В, то это часто приводит к образованию грубой структуры, которая может потребовать длительного отжига для того, чтобы стать двухфазной типа (жидкость + Л). Когда относительное количество жидкости у поверхности вторичного выделения достаточно велико, при кристаллизации возможна сегрегация кристаллов, и в таком случае микроскопический метод оказывается бесполезным. [c.373]

Закалка продуктов плазмохимических процессов. Специальное теорети ческое и экспериментальное исследование проблемы закалки является одним из основных вопросов плазмохимической технологии. Существуют два типа плазмохимических реакций, при которых состав продуктов зависит от режима закалки. В случае, когда необходимо зафиксировать промежуточные продукты химических превращений (например, ацетилен при пиролизе углеводородов), существенны скорость закалки и момент начала ее. Опоздание с началом закалки приблизительно на 2 10 сек в плазмохимическом пиролизе метана приводит к падению концентрации СзН с 15,5 до 10об.% [11J Во втором случае, когда получаемое вещество — конечный продукт реакции, протекающей при высокой температуре,— достаточно устойчиво при комнатной температуре, необходимо охладить продукты так, чтобы они не успели разлоя иться в промежуточном интервале температур. К этому типу реакций относится, например, термическое образование окиси азота в воздухе. Здесь вая но обеспечить необходимый режим закалки (dTldt) (Т) и не начать ее слишком рано, когда равновесие еще не установилось. Естественно, что рея им закалки определяется кинетикой процесса. [c.226]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология