Газовые реакции, скорость

Когда скорость диффузии намного меньше скорости химической реакции, скорость процесса равна скорости диффузии. Эту макрокинетическую область протекания реакции называют внешнедиффузионной областью. Константа скорости диффузии очень слабо зависит от температуры и весьма заметно — от линейной скорости потока газа. Поэтому изменением указанных условий эксперимента можно вызвать переход из одной макрокинетической области в другую. В частности, переходу во внешнедиффузионную область благоприятствуют высокие температуры и малые линейные скорости газового потока. [c.73]

Газовая реакция A=vB протекает каталитически, и ее скорость (выраженная в молях в единицу времени) пропорциональна площади поверхности катализатора и концентрации газа А. [c.78]

Христиансен [89 228] показал, что в пяти из шести известных примеров бимолекулярных газовых реакций скорость реакции определяется выражением [c.189]

Рассматривая гомогенную газовую реакцию, скорость тепловыделения (т. е. количество тепла, выделяющееся в 1 сл реакционной зоны за [c.452]

Рассматривая гомогенную газовую реакцию, скорость тепловыделения (т. е. количество тепла, выделяющееся в 1 см реакционной зоны за 1 сек.) можно положить равной [c.537]

В общем случае кроме турбулентности газового потока в ГТД факторами, лимитирующими скорость и полноту сгорания топлива в камере сгорания, могут быть скорость химической реакции, скорость смешения паров топлива с воздухом и скорость испарения капель распыленного топлива. [c.167]

Определите изменение скорости прямых элементарных газовых реакций при увеличении давления в 2 раза [c.122]

Расчет трубчатых реакторов полного вытеснения проводится в соответствии с уравнениями (У1П-291) и (У1П-292). В том случае, когда в аппарате протекает несколько реакций, при расчете требуется решить систему дифференциальных уравнений типа зависимости (У1П-292). Если в результате сопротивлений потоку давление вдоль оси" реактора заметно понижается, для газовых реакций необходимо ввести в расчет также зависимость локального давления от степени превращения. При незначительных сопротивлениях потоку реакцию можно считать протекающей под постоянным давлением и скорость превращения определять для среднего давления в реакторе. [c.318]

Предскажите, как изменится скорость газовых реакций при увеличении концентрации кал<дого из реагирующих веществ в 2 раза и при увеличении давления в системе в 2 раза [c.124]

Классификация гетерогенных каталитических реакций в газовой фазе. Скорость реакций и избирательность в порах катализатора. [c.416]

Уравнения (1.3) и (1.5) будут широко использованы в последующих главах и в особенности применительно в газовым реакциям, протекающим в проточных (открытых) системах. Теперь следует остановиться на особом виде этих уравнений. Как уже отмечалось выше, действительная скорость реакции находится из уравнения (1.2), которое справедливо для реакций, протекающих в непроточных (закрытых) системах. Если объем системы постоянен, то уравнение (1.2) можно записать следующим образом [c.29]

На этом закончим рассмотрение вопроса об относительной объемной скорости. Для практического применения предыдущих уравнений необходимо знать скорости реакции г и г в зависимости от переменной у. Возьмем в качестве примера гомогенную газовую реакцию между реагентами А и В, которую считаем практически необратимой и и.меющей порядок а по отношению А и порядок р по отношению к В. [c.50]

Этим правилом и определяется влияние концентрации на скорость реакции. Оно было выражено (в несколько иной форме) впервые Гульдбергом и Вааге (1867). Его также называют законом действия масс, как и закон, выражающий константу равновесия реакции, ибо, как мы увидим в 197, оба они тесно связаны между собой. Для газовых реакций это правило является строгим только в пределах применимости законов идеальных газов. Оно применимо также и к реакциям в разбавленных растворах (строго только для бесконечно разбавленных растворов). В математической форме в применении, например, к реакции [c.465]

Для газовых реакций или реакций в растворах мы не в состоянии даже определить скорость сближения реагирующих молекул. Молекулы любого образца газа имеют некоторое распределение по скоростям, причем это распределение меняется при изменении температуры газа. Как видно из рис. 3-11, в газообразном азоте доля всех молекул, имеющих скорость, которая превыщает определенное значение, например 1000 м-с возрастает [c.355]

Численная проверка этой теории может быть выполнена при помощи данных, представленных в табл. 22-2. В ней табулированы аррениусовы энергии активации для шести бимолекулярных газовых реакций, а также экспериментальные значения предэкспоненциального множителя 2 и его теоретические значения, вычисленные в рамках теории столкновений и теории абсолютных скоростей реакций, которая будет обсуждаться в следующих разделах. Необходимо иметь в виду, что в таблице приведены значения логарифма 2, поэтому расхождение между теорией и экспери- [c.369]

Аналогично в мембранах со сплошной матрицей возможно сопряжение диффузионных потоков двух компонентов газовой смеси при высокой растворимости газов в мембране или их сильном межмолекулярном взаимодействии. При векторно-скалярном сопряжении процессов диффузии и химической реакции скорость второго процесса не имеет пространственной фиксации, но знак сопряжения обеспечивается векторной природой перекрестного коэффициента 12. [c.20]

В промышленных условиях используют гомогенные газовые реакции, имеющие достаточно высокую скорость. При температурах <600—800° С скорость реакции между газами обычно очень мала. При высокой температуре скорость таких реакций становится большой (превышает скорость обычной каталитической реакции), поэтому промышленное их использование экономически выгодно. Например, широкое применение в промышленности имеют следующие реакции, протекающие в гомогенной газовой фазе при высокой температуре синтез соляной кислоты из элементов крекинг метана в ацетилен или сажу крекинг углеводородов (пропан, бензин) в этилен и пропилен окисление, хлорирование и нитрование углеводородов. [c.53]

Благодаря тому, что константы скорости зависят только от отношения концентраций, можно заменять их при расчетах другими пропорциональными величинами. Часто вместо отношения концентраций пользуются отношением количеств вешества, а в газовых реакциях — отношением давлений. [c.470]

Для гомогенных газовых реакций первого порядка энтропия активации часто бывает незначительной и ею можно пренебречь. Полагая, что AS О, определите константу скорости и время полупревращения исходного вещества при комнатной температуре (300 К), если для реакции теплота активации а) 63 10 Дж/моль б) 84 10 Дж/моль в) 105 10 Дж/моль. [c.381]

Во сколько раз увеличится скорость (воображаемой) газовой реакции при 100 К, если в кинетическую систему ввести твердый катализатор. Эне))гия активации реакции без катализатора равна 29 824 Дж/моль, а с катализатором ( г-к) — 26 ООО Дж/моль. Пред-экспоненциальные множители уравнения Аррениуса в обоих случаях одинаковы Аог = ог-к. [c.423]

Для изучения кинетики каталитических реакций может быть использован реактор любого типа периодического действия, идеального смешения или идеального вытеснения. Поскольку в таких реакциях присутствует лишь одна жидкая или газовая фаза, скорость можно находить так же, как и в случае гомогенных реакций. Необходимо только следить за правильностью размерностей величин в примененном уравнении и за тем, чтобы они были определены соответствующим образом и точно. Это объясняется разнообразием выражений, которые могут использоваться для описания кинетики про- [c.425]

Рассмотрим каталитическую газовую реакцию изомеризации А В, мономолекулярную в обоих направлениях. Скорость этой реакции [c.239]

Второй класс автоколебательных систем характеризуется тем, что автоколебания в них существенно зависят от скорости подачи исходных реагирующих веществ в реактор. В этом случае колебательное поведение системы обусловливается соотношением скоростей транспорта реагирующих веществ в реактор и собственно химической реакцией. Для описания динамического поведения реактора идеального смешения наряду с системой уравнений типа (7.18), описывающей протекание процессов на элементе поверхности, необходимо рассматривать уравнения, описывающие изменения концентраций реагирующих веществ в газовой фазе [116, 131]. Взаимодействие реакции, скорость которой нелинейна, с процессами подачи реагирующих веществ в реактор идеального смешения обусловливает при определенных значениях параметров возникновение нескольких стационарных состояний в режимах работы реактора. При наличии обратимой адсорбции инертного вещества (буфера) в системе возможны автоколебания скорости реакции. При этом на поверхности сохраняется единственное стационарное состояние, и автоколебания обусловлены взаимодействием нелинейной реакции и процессов подвода реагирующих веществ в реактор. [c.319]

В газовых реакциях окисления, хлорирования, гидрирования и других движущую силу ДС и скорость процесса и увеличивают, варьируя температуру и давление, смещая тем самым равновесие в сторону целевого продукта. При проведении процессов сорбции увеличивают движущую силу процесса повышением концентрации реагирующих веществ или отводом готового продукта из зоны реакции. Применение различных средств интенсификации производственных процессов нередко ограничивается стойкостью органических соединений, что особенно проявляется в высокотемпературных процессах ввиду разложения исходных веществ и продуктов. [c.163]

В некоторых гомогенных каталитических органических газовых реакциях скорость пропорциональна концентрации катализатора в других она достигает высшего предела. Во всех реакциях, вызываемых каталитическим действием иода, водородный атом в молекуле смещается и связь разрывается. Энергия активации каталитической реакции в общем значительно меньше, чем энергия активации некаталитической реакции, и локализована в той части молекулы, в которой связи наиболее легко разрушаются. Селективной передаче энергии, повидимому, благоприятствуют поляризация и притяжение молекул иода [20]. Хиншельвуд особенно обращает внимание на соотношение между свойртвами органических соединений, подвергаемых каталитическому расщеплению, и свойствами катализаторов, производящих ускорение газовых реакций. [c.191]

Процесс окисления ацетилена легко приобретает характер детонации. Прп этом по непрореагировавшему газу движется ударная волна, за фронтом которой реакция горения быстро достигает термодинамического равновесия. Модели профиля детонационной волны, рассмотренные в гл. VI в связи со взрывным разложением чистого ацетилена, применимы и для детонации при окислении ацетилена, как и для других газовых реакций. Скорость распространенпя детонационной волны определяется законами термодпнамнки и газодинамики, а не кинетикой реакции горения. Теория стационарной детонации в газах изложена в ряде монографий (см., например [1],) и выходит за рамки настоящей книги, которая посвяш ена главным образом ацетилену. [c.560]

Контактные каталитические газовые реакции. Скорости газовых реакций на твердых каталитичесгсих поверхностях и факторы, влияющие на них, имеют бол Шое значение в технике, но количественных обобщений относительно этих прс цессов нельзя еще сделать. Скорость таких процессов и порядок реакции определяются природой и величиной поверхности катализатора а также относительной степенью адсорбции реагирующих веществ и продуктов реакции на поверхности катализатора. Тогда как в гомогенных реакциях порядок реакции представляет собой число молекул, входящих в реакцию, для гетерогенных реакций это не обязательно. Так, каталитическая реакция между двумя веществами в действительности бимолекулярная может казаться реакцией первого порядка, благодаря тому что одно из реагирующих веществ сильно адсорбируется поверхностью независимо от его давления. Во многих случаях скорость таких реакций обратно пропорциональна той или другой степени концентрации продуктов реакции. Подробное изложение этого вопроса можно найти у Тейлора, Физическая химия 981—1015 (перев. с англ.) Л. 1936, Гиншельвуда, Кинетика газовых реакций (перев. с англ.) М.-Л. 1933, Заутера, Гетерогенный катализ (перев. с нем.), Харьков 1932 и др. (см. литературу во введении). [c.89]

Существует два основных метода охлаждения реагирующей смеси между стадиями адиабатического процесса. С конструктивной точки зрения проще всего смешивать реагенты с байпасной частью исходной смеси. Не обязательно использовать холодное сырье можно вводить в реактор холодное инертное вещество, разбавитель нли смесь какого-либо иного состава. Например, в процессе окисления двуокиси серы используется подача холодного воздуха. В любом случае недостатком такого метода является то, что реагирующая смесь, в которой уже достигнута некоторая степень превращения, разбавляется пепрореагировавшим веществом. Альтернативным методом является охлаждение в промежуточном теплообменнике, где состав реагирующей смеси совсем или почти не меняется. Для каталитических реакций скорость процесса в отсутствие катализатора пренебрежимо мала поэтому, скажем, из реактора с неподвижным слоем газовый поток можно направлять во внешний теплообменник, а затем возвращать в следующий адиабатический слой без заметного изменения степени полноты реакции. В гомогенно-каталитическом процессе реакция может происходить и в теплообменнике, тогда теплообменник можно рассматривать как неадиабатический трубчатый реактор. [c.216]

Молекулярная теория газов развита, как известно, намного лучше теории жидкостей и твердых тел, а поэтому кинетике газовых реакций уделено больше внимания, чем кинетике реакций в растворах и твердой фазе. Обстоятельное обсуждение в гл. XIII механизма сложных реакций в газовой фазе является, вероятно, слишком пространным, что объясняется научными интересами автора. Однако известным оправданием этому может служить важность рассматриваемого механизма для трактовки кинетических данных. Одним из очень важных аспектов кинетического изучения любой реакции является вычисление констант скоростей элементарных стадий из определяемой па опыте скорости процесса. Недостаток адекватного рассмотрения механизма был одним из основных причин застоя в развитии теории кинетики в период с 1929 года до первых лет после второй мировой войны. [c.9]

Ж. Ошибки, связанные с гетерогенностью системы. Применимость всех вышеупомянутых методов ограничивается в том случае, если изучаемая реакция не является строго гомогенной. Проблема гетерогенности, как правило, важна только для газовых реакций, и обычным приемом ее выясне-нения является изучение реакции в сосудах с различным соотношением поверхности и объема. Это может быть легко сделано набивкой сосуда (поверхность которого известна или может быть измерена) кусками стекла или металла или в предельном случае стеклянной ватой. Если скорость реакции не зависит или почти не зависит от набивки (т. е. от отношения поверхности к объему), то можно полагать, что реакция гомогенна. Если же, напротив, такое влияние наблюдается (типично для сложных газовых реакций), то реакция не является чисто гомогенной и необходимо найти метод для изучения вклада гетерогенной реакции. Как будет показано ниже, сделать это очень трудно. [c.65]

В случае сильно экзотермичных или эндотермичных реакций проявляется также дополнительный фактор. Хотя переход тепла к термостату и очень хороший (скорость перехода гораздо выше скорости реакции), но внутренняя температура не будет такой же, как наружная. Если теплота газовой реакции достигает 10 ккал/моль, то при полной изоляции реакционного сосуда за весь ход реакции произойдет повыпгение температуры на 10 ООО/С, " С. Полагая для большинства газов среднюю величину С,, равной 10—20 кал/моль-град, можно установить, что повышение температуры за весь ход реакции составит 500—1000 Можно показать, что за счет теплопроводности нельзя эффективно передать это тепло и только благодаря конвекции или с помощью перемешивания можно поддерживать постоянную температуру. То, что конвекция очень быстра даже в одполитровоп стеклянной колбе, можно продемонстрировать, поместив такую колбу, выдержанную при комнатной температуре, в лед. Если измерять изменение давления внутри колбы, то обнаруживается, что температурное равновесие успешно достигается меньше чем за 2 мин. [c.88]

Следующим логическим щагом явилось создание теории столкновений для газовых реакций. Согласно этой теории, реакция между двумя молекулами осуществляется, если энергия сталкивающихся молекул превышает . Такая теория чрезвычайно проста. Чтобы приступить к вычислению констант скоростей, необходимо предварительно ответить на два вопроса [c.367]

В случае газовых реакций влияние ко1нве ционного потока на скорость реакции не может быть осо1бенно большим. Учет конвекционного потока является обязательным для процессов конденсации, сублимации и т. п. [2]. При необходимости одновраменного учета диффузионного и конвекционного потоков пользуются методами теории подобия, а для аналитических целей — методами Максвелла-Стефана или Франк-Каменецкого [1]. [c.7]

Диффузионная зона (со стороны газовой фазы). Скорость реакции настолько велика (мгновенная химическая реакция), что зона реакции совпадает с поверхностью контакта фаз. Поглощаемый компонент успевает лишь насытить пленку со стороны газовой фазы. В этих условиях мгновенная реакция лимитируется массоотдачей со стороны газа, даже если последний отличается большой растворимостью. Соответствующая диаграмма связи принимает вид [c.166]

В реакторах непрерывного действия получают продукты с более постоянными качественными характеристиками кроме того, такие реакторы не требуют столь внимательного наблюденпя и более удобны для полной автоматизации. Эти реакторы применяют почти исключительно для газовых реакций, при высоких скоростях производства II превращенпя. [c.72]

Трубчатый реактор обычно используют для изучения кинетики быстрых реакций, особенно гомогенных и гетерогенных газовых реакций. Его основной недостаток — невозможность непосредственного измерения скорости превращенпя, так как в результате экспе-риме1иа получают среднюю по всей длине реактора величину ( интегральный реактор). Для устранения указанного недостатка часто применяют трубы небольшой длины или повышают нагрузку реактора, чтобы получить низкие степени превращения и почти постоянные условия по всей длине трубы ( дифференциальный реактор). При этом требуется высокая точность измерений состава (см., нанример, Риетема Кроме того, при использовании короткой трубы результат может зависеть от значительной растянутости распределения времени пребывания. [c.236]

Смещение равновесия под влиянием изменения давления определяется изменением объема, которое происходит в процессе реакции. Для газовых реакций изменение объема можно определить, принимая во внимание, что молярные объемы различных газов при одинаковых условиях также одинаковы. Таким образом, если реакция идет с уменьшением числа молей (реакция соединения), то ее течение сопровождается уменьшением объема. В тоже время повышение давления при постоянной температуре и постоянных количествах реагирующих веществ осуществляется посредством сжатия системы, т. е. уменьшения ее объема. При этом, очевидно, увеличиваются концентрации всех составляющих систему веществ. Изменение концентрации веществ сильнее сказывается на скорости той из обратимых реакций, когорая идег с уменьшением числа молей. Следовательно, при увеличении давления равновесие сментается в направлении реакции, идущей с уменьшением числа молекул, и, наоборот, понижение давления вызывает смешение равновесия в сторону реакции с увеличением числа молекул. Значительные изменения объема могут происходить только в реакциях, в которых участвуют газы, т. е. когда хотя бы одно нз [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология