Скорость реакций в газе и в растворе

При получении азотной кислоты в установках, работающих под давлением, близком к атмосферному, переработку окислов азота выгодно проводить не выше, чем на 90—92%. Стремление к достижению более высокой степени переработки приводит к чрезмерному увеличению объема абсорбционной зоны, так как скорость реакции окисления N0 0 уменьшением ее концентрации резко снижается. Поглощение окислов азота, оставшихся не переработанными в азотную кислоту, осуществляют щелочными растворами. Теоретически для полного поглощения окислов азота раствором щелочи достаточно окислить их на 50%. В этом случае абсорбция не сопровождается (как при кислотном поглощении) выделением N0. Щелочная абсорбция окислов азота применяется пе только с целью увеличения степени использования окислов азота, по также и для обезвреживания выхлопных газов. В качестве абсорбента большей частью применяют раствор соды, иногда раствор. едкого натра, известковое молоко и др. [c.290]

Теоретическое рассмотрение химических реакций, протекающих в растворах, значительно сложнее реакций в газах. Это объясняется тем, что молекулы жидкости находятся на более близких расстояниях, когда силы взаимодействия между ними нельзя считать малыми или даже отсутствующими, что часто допустимо в газах, и взаимодействием молекул реагентов с молекулами растворителя, молекулами посторонних веществ, непосредственного участия в данной реакции не принимающих. Экспериментально наблюдаемые закономерности скоростей реакций в растворах неодинаковы для реакций различных типов. В некоторых из них растворитель не играет значительной роли, в других, наоборот, сильно влияет на скорость реакции. Посторонние вещества ускоряют, замедляют [c.296]

Наконец, ири реакциях в жидкой фазе может приобретать существенное значение скорость диффузии реагирующих молекул друг к другу и продуктов реакции друг от друга (коэффициенты диффузии в жидкостях гораздо меньше, чем в газах), хотя в большинстве случаев диффузия не является наиболее медленной стадией процесса, определяющей скорость реакций в растворе. [c.127]

Следует также отметить значительное число так называемых медленных реакций в жидкой фазе, которые, как и медленные реакции в газовой фазе, не могут быть удовлетворительно интерпретированы теорией активных столкновений. Наконец, при реакциях в жидкой фазе может приобретать существенное значение скорость диффузии реагирующих молекул друг к другу и продуктов реакции друг от друга (коэффициенты диффузии в жидкостях гораздо меньше, чем в газах), хотя в большинстве случаев диффузия не является наиболее медленной стадией процесса, определяющей скорость реакций в растворе. [c.114]

На этом закончим рассмотрение вопроса о газовых смесях, в случае которых объемные концентрации с успехом могут быть использованы для выражения истинной константы термодинамического равновесия, а также скорости реакции. Условия, су-шествующие при протекании реакций в растворах или в неидеальных газах, значительно сложнее и здесь не представляется возможным рассмотреть их детально. В этом случае истинную константу равновесия приходится выражать через активности, т. е. концентрации, умноженные на коэффициенты активности. По указанной причине некоторые ученые, особенно в период 1915—1930 гг., придерживались мнения, что скорости реакции можно также выражать через активности. Например, для реакции [c.32]

Скорость реакции в растворе была измерена в интервале температур от 40 до 152°, а в газовой фазе — между 205 и 230°. Если нанести на график величины 1пА в зависимости от температуры для обоих случаев, то все точки укладываются почти на одну прямую. Это указывает на то, что не только скорости разложения одинаковы в газе и в растворе, но и энергии активации также приблизительно равны. Измеренная энергия активации всего процесса в целом равна 30 200 кал однако отсюда следует вычесть половину теплоты диссоциации молекулы иода, что дает для энергии активации стадии, ограничивающей скорость процесса, примерно 12 000 кал. [c.191]

Реакции в растворах. Оставляя в стороне каталитические реакции, которые будут рассмотрены в следующей главе, рассмотрим коротко особеи-ности гомогенных реакций в растворах. Можно ожидать, что теория активации применима также и к ним. Эго действительно подтверждается тем, что скорости реакций в растворах и их зависимость от температуры имеют значения, сходные с теми, которые наблюдаются в газах. [c.450]

Сопоставим в общем случае скорости реакций в растворах и в газе, [c.338]

Приведенные выше зависимости скорости реакции от состава реагирующей смеси справедливы только для идеальных систем. Иногда ими пользуются для реакций, проходящих в смесях газов под низким давлением (до нескольких атмосфер) и в жидких разбавленных растворах, но надежными для систем, отклоняющихся от идеального состояния, можно считать лишь те зависимости, которые основаны на соответствующих активностях. [c.214]

Множитель к называют удельной скоростью, коэффициентом скорости, или константой скорости реакции. Согласно опреде-лению, константа скорости к не зависит от числа молей реагентов, но зависит от всех других переменных, которые влияют на скорость реакции. Однако в условиях, когда газы или растворы не подчиняются законам идеальных систем, константа скорости к, входящая в уравнение (I, 4), зависит и от концентрации. На основании термодинамических представлений в таких случаях вместо концентраций следует пользоваться активностями [c.21]

Константа скорости реакции. Если в системе, наряду с другими процессами, протекает процесс диффузии, определить константу скорости реакции можно только косвенным путем. Один из возможных способов заключается в приготовлении двух отдельных растворов каждого реагента в одинаковом растворителе. Эти растворы затем можно очень быстро перемешать и наблюдать за протеканием соответствующей гомогенной реакции любым из известных методов. Если имеется уверенность, что растворитель сам по себе не влияет на ход реакции, то можно использовать другие растворители вместо того, который употребляется в абсорбционном процессе. Этот прием может оказаться полезным при малой растворимости газа в промышленном растворителе. [c.187]

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]

При взаимодействии газов или растворов различных веществ, а также в тех случаях, когда газы реагируют с растворами или растворы с твердым веществом, для определения скорости реакции достаточно знать, как меняются через определенные отрезки време- [c.83]

В таких случаях скорость реакции определяют по изменению давления газа или степени превращения твердого вещества в зависимости от того, идет ли реакция в закрытой или открытой системе. В частности, скорость растворения можно измерять по изменению концентрации раствора или по убыли массы растворяемого вещества. [c.220]

Рассмотрим одновременную абсорбцию двух газов, каждый из которых вступает в реакцию второго порядка с одним и тем же растворенным реагентом. Такой случай наблюдается, например, при абсорбции смеси СО2 и НзЗ раствором щелочи или амина. При растворении газов Л, и Лц их концентрации у поверхности А и Ли в общем случае будут различны, так же как и их коэффициенты диффузии О А, I и О А. II и константы скорости 2,1 и II взаимодействия этих газов с реагентом В. Локальные скорости реакции второго порядка будут к , аф и /гг, соответственно. Стехио- [c.55]

Рассмотрим сначала чисто физическую абсорбцию, при которой газ растворяется в жидкости, не вступая в химическую реакцию. Для этого случая экспериментально установлено, что скорость абсорбции выражается следующим образом [c.99]

Мерой скорости химической реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема системы (для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции) Мерой скорости химической реакции могут быть и другие величины, например, изменение объема выделяющегося газа, вязкости раствора, его оптической плотности и др. Но все эти способы выражения скорости реакции в конечном итоге сводятся к изменению количества вещества. [c.188]

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]

При испытаниях использовался абсорбент с исходной концентрацией железа 7 г/л. В дальнейшем при снижении температуры атмосферного воздуха ниже нуля раствор переводили в зимнюю форму добавлением этиленгликоля. При этом концентрация железа снижалась до 4 г/л. В обоих случаях достигалась полная очистка кислых газов от сероводорода при высоте столба абсорбента 4 м сероводород на выходе установки на обнаруживался. В период испытаний температура атмосферного воздуха изменялась от -10 до +10°С, однако температура абсорбента за счет тепла реакции превышала 25°С, что позволяло поддерживать высокую скорость реакций на стадиях абсорбции и регенерации. [c.142]

Скорость реакции зависит от мно] их причин. На нее влияют природа и концентрация реагентов, давление (для реакций с участием газов), температура, катализатор, примеси и их концентрации, степень измельчения (в реакциях с участием твердых веществ), среда (для реакций в растворах), форма сосуда (в цепных реакциях ), интенсивность света (в фотохимических реакциях), потенциал электродов (в электрохимических реакциях), мощность дозы излучения (в радиационнохимических процессах). Таким образом, лишь некоторые из факторов, действующих на скорость реакции, одновременно оказывают влияние на химическое равновесие. В связи с этим надо отметить огромную трудность учета действия различных факторов на скорость реакции и, тем более, количественной их оценки. [c.102]

Теория абсолютных скоростей реакций, строго говоря, применима только для рассмотрения реакций в идеальных газах,, когда исходные частицы и активированный комплекс можно рассматривать изолированно от окружающей среды. В растворе образование активированного комплекса из исходных частиц сопровождается теми или иными изменениями межмолекулярных взаимодействий реагирующих частиц с молекулами растворителя. Например, в реакции [c.123]

Таким образом, скорость реакции вычисляется из стационарной концентрации реагента, его концентрации в подаваемом в реактор растворе или газе и величин и и V. Если речь идет о промежуточном соединении или продукте реакции, которые во вводимом в реактор растворе или газе отсутствуют, то с = О и, следовательно, [c.40]

Запись данных опыта. В какой пробирке процесс идет более энергично Написать молекулярные и ионные уравнения реакций. От концентрации каких ионов зависит скорость выделения газа В растворе какой кислоты концентрация водородных нонов больше [c.67]

Пользуясь теорией активных столкновений, можно рассчитать и числовые значения скоростей реакции. Для некоторых простых реакций, протекающих в газах и растворах, наблюдаются удовлетворительные совпадения рассчитанных значений с опытными. Хорошее совпадение, например, отмечалось для газовой реакции разложения иодида водорода, а также для реакции его синтеза. Однако в большинстве случаев наблюдается значительное расхождение расчетных значений скоростей реакций с опытными. Такие отклонения можно объяснить, предпо- [c.285]

Теоретическое исследование кинетики и механизма химических реакций в растворах — намного более сложная задача по сравнению с исследованием газовых реакций, поскольку р растворах реагирующие вещества могут взаимодействовать с растворителем (следует учитывать влияние диэлектрической проницаемости растворителя, степень гидратации, присутствие посторонних компонентов и т. д.). Существует много различных типов реакций в растворах для некоторых из них влиянием растворителя мож но пренебречь (особенно в тех случаях, когда используются неполярные растворители). При некоторых условиях участники реакции взаимодействуют с такой же скоростью, как и в газах, как, например, при разложении N205. Существенным фактором является число столкновений между молекулами реагирующих веществ в растворе (включая растворитель). Дебай и Рабинович провели оценку числа столкновений в растворе, согласно которой оно примерно в три раза больше, чем в газовой фазе. Это согласуется с экспериментальными данными, также подтверждающими, что фактор столкновений для реакций в растворах увеличивается примерно в три раза. Так как энергия активации практически не меняется, скорость реакций в растворе также увеличивается в три раза по сравнению с газовыми реакциями. Для реакций в растворе характерна также небольшая подвижность реагирующих частиц (по сравнению с реакциями в газовой фазе). Для цепных и других реакций, в которых появляются Б качестве промежуточных частиц радика- [c.183]

Ограниченное число опытов было проведено по одновременной абсорбции СО2 и НаЗ [37]. Результаты этих опытов приведены в табл. 5.4, из которой видно, что эффективность извлечения НаЗ лишь немного больше полноты извлечения СО 2- В этом данный процесс отличается от других процессов очистки газа растворами солей щелочных металлов, которые обычно характеризуются высокой избирательностью по отношению к НаЗ. Одной из причин видимого отсутствия избирательности раствора является, по-видимому, тот факт, что выбор конструкции и условий работы абсорбера определялся стремлением получить максимальную степень извлечения СОа-При проведении же нроцесса очистки горячим раствором карбоната калия с меньшей полнотой извлечения СО2 возможно достигалась бы большая избирательность раствора по отношению к Н23. Применение высоких температур несомненно несколько у1 еличпвает скорость реакции СОа растворе, а поскольку именно эта стадия лимитирует общую скорость абсорбции СОа и определяет избирательность раствора по отношению к Н23, то избирательность этого процесса неизбежно будет ниже, чем других процессов [c.103]

Разложение хлорноватистого ангидрида С12О. Ввиду успехов, достигнутых теорией кинетической активации при применении ее к газам, вполне естественно, что вопрос о скоростях реакций в растворах должен был привлечь внимание. В 1931 г. Мельвин-Юз и Гиншельвуд изучили разложение хлорноватистого ангидрида в растворе в с целью сравнить результаты с теми данными, которые были ранее получены Гиншельвудом и другими в 1923 и 1924 гг, при исследовании той же реакции в газовой фазе. [c.189]

Принципиальная технологическая схема процессов химической абсорбции не отличается от обычной схемы абсорбционного процесса. Однар(0 в конкретных условиях в зависимости от количества кислых газов в очищаемом газе, наличия примесей, при особых требованиях к степени очистки, к качеству кислого газа, и других факторов технологические схемы могут сун ест-венно отличаться. Так, например, при использовании аминных процессов при очистке газов газоконденсатных месторождений под высоким давлением и с высокой концентрацией кислых компонентов широко используется схема с разветвленными потоками абсорбента (рис. 53), позволяющая сократить капитальные вложения и в некоторой степени эксплуатационные затраты. Высокая концентрация кислых комионентов требует больших объемов циркуляции поглотительного раствора. Это не только вызывает рост энергетических затрат на перекачку и регенерацию абсорбента, но и требует больших объемов массообменных аппаратов, т. е. увеличения капитальнрлх вложений. Вместе с тем из практики известно, что в силу высоких скоростей реакций аминов с кислыми газами основная очистка газа происходит на первых по ходу очищаемого газа пяти—десяти реальных таре, 1-ках абсорбера на последующих тарелках идет тонкая доочистка. Этот факт послужил основанием для подачи основного количества грубо регенерированного абсорбента в середину абсорбера, а в верхнюю часть абсорбера — меньшей части глубоко-регенерированного абсорбента. Это позволило использовать абсорбер переменного сечения (нижняя часть большего диаметра, верхняя — меньшего), что снизило металлозатраты, а также сократить затраты энергии за счет глубокой регенерации только части абсорбента. [c.171]

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]

Д. Химический состав катализ. Известно, что некоторые вещества, присутствующие в системе в небольших количествах, могут оказывать значительное влияние на скорость реакции. В тех случаях, когда подобные вещества не расходуются, это явление называется катализом. Если вещество увеличивает скорость реакции, оно называется промотором (положительный катализ). Если же вещество уменьшает скорость реакции, оно называется ингибитором или замедлителем. Так, например, было найдено, что скорость разложения иона СЮ в водном растворе 2С10 2СГ -)- О2 очень сильно возрастает при небольших концентрациях водородных ионов [6]. Подобным образом было наглядно продемонстрировано, что небольшие количества НВг (газ) могут вызвать быстрое окисление углеводородов при таких температурах, при которых этот процесс является бесконечно медленным [7]. Одним из наиболее интересных примеров по каталитическому влиянию следов примесей является, вероятно, изомеризация нормального бутана в изобутан [c.16]

Двуокись углерода ири 1 атм взаимодействует с раствором, содержащим 1 моль/л КаОН при 20 "С. Pa твopи гo ть СО2 можно принять равной З-Ю . ноль см -атм), а ее коэффициент диффузии в растворе 1,5-10 см- сек. Константу скорости реакции между СО2 и ОН в растворе принять равной Ю л (моль-сек). В течение какого промежутка времени взаимодействие газа и жидкости можно рассматривать как реакцию псевдопервого порядка Построить график зависимости количества абсорбированной СО2 от времепи контакта для этого периода. Вычислить повышение температуры на поверхности к концу этого периода. Теплоты абсорбции и реакции принять равными соответственно 4760 и 1500 кал моль. Температуропроводность воды составляет около 1,46-10 см сек. [c.54]

У-9-5. Критерий мгиовеииости реакции. Все реакции протекают с конечными скоростями, и понятие мгновенной реакции является идеализированным. Поэтому требуется какой-то общий критерий для оценки того, может ли данная реакция считаться мгновенной. Вообще говоря, мгновенности протекания реакции способствуют высокая удельная скорость реакции растворенного газа и низкое значение коэффициента массоотдачи для физической абсорбции. В таких условиях скорость процесса полностью лимитируется диффузией реагентов, а скорость реакции достаточна для поддержания равновесия во всех точках раствора кинетика реакции при этом не играет существенной роли. [c.135]

СОа) на ситчатой тарелке, для которой ki = 8-10 см1сек и к а = 0,2 сек . Расход газа через единицу полного поперечного сечения колонны составляет 6,1 X X 10 моль см -сек). Продолжительность пребывания в аппарате поступающего в него раствора, содержащего 0,7 моль л NaOH, составляет 46 сек. Количество жидкости на тарелке, отнесенное к 1 см ее площади, равно 6 см . Реакция между СОа и NaOH второго порядка и необратима, причем значение константы скорости реакции а между СОа и ОН" в этих условиях порядка 6000 л/(моль-сек), а ее точная величина зависит от состава раствора. [c.164]

Скорость реакции зависит от многих факторов. На нее влияют природа и концентрация реагентов, давление (для реакций с участием газов), температура, катализатор, примеси и их концентрации, степень измельчения (в реакциях с участием твердых веществ), среда (для реакций в растворах), форма сосуда (вцепных реакциях), интенсивность сЕ.ета (в фотохимических реакциях), потенциал электродов (в электрохимических реакциях), мощность дозы излучения (в радиационнохимических процессах). Лишь некоторые из факторов, действующие на скорость реакции, одновременно оказывают влияние на химическое равновесие. [c.214]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбциониых процессов и типы применяемых реакторов рассмотрены в ч. I, гл. VI. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (КПД) г) и коэффициент массопередачи А определяются растворимостью газа, гидродинамическим режимом в реакторе Т, Р,ю) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакции при хемосорбции. При протекании реакции в жидкой фазе величина к выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение и еет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы нецикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбциониых процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны таким образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.234]

Уравнение (III. 19) для константы скорости бимолекулярной реакции применимо гсак для реакцигг в газовой фазе, так и для реакции в растворе. То же относится и к выражению (111.14) для Z . Однако выражение (III. 15) для средней скорости, выведенное для идеального газа, перестает выполняться. В тоже время эта формула используется как приближенная для оценки порядка величины фактора соударений в растворе, так как нет оснований ожидать больших различий в величинах скорости движения одного и того же вида частиц в растворе и в газовой фазе. [c.76]

Согласно уравнению v — Vidl/Vdt = dni/Vdt = d i/dt в гомогенных реакциях целесообразно выражать удельную скорость в газе или растворе как производную концентрации любого реагента по времени. В гетерогенных реакциях между твердыми веществами, например [c.220]

Рис. 15.7. Иллюстрация различной скорости реакции двух кислых растворов одинаковой концентрации с активным металлом а-реакция с раствором слабой кислоты б-реакция с раствором сильной кислоты. Продуктом реакции является Hjfr.), который собирается в пробирке. Судя по относительным количествам газа, собранного за одинаковый промежуток времени, можно заключить, что в растворе б реакция идет быстрее. Это показывает, что, хотя в обеих пробирках концентрации кислот одинаковы, в растворе б концентрация ионов Н (водн.) намного выше.

Для ряда мономолекулярных реакций, протекаюших в растворах, наблюдаются почти такие же скорости, как и в случае их протекания в газовой фазе. Природа растворителя на скорость таких реакций влияет мало. В противоположность этому многие бимолекулярные реакции в растворах протекают значительно быстрее, чем в газах. Скорость таких реакций заметно зависит от природы растворителя. Эти особенности реакций в растворах качественно нетрудно объяснить с позиций теории активного комплекса. [c.297]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология