Работа гетерогенной реакции

Этот путь, единственно возможный, в случае гетерогенных конденсированных систем с постоянным составом фаз. Поскольку химические потенциалы зависят от температуры, каждой температуре отвечает свое определенное значение работы гетерогенной реакции. По мере изменения температуры значение работы гетерогенной реакции меняется и может пройти через нуль. Температура, отвечающая значению А — О, и является той единственной температурой, при которой имеет место истинное термодинамическое равновесие между реагирующими веществами конденсированной гетерогенной системы. [c.124]

Общая теория гомогенно-гетерогенных реакций в турбулентном потоке развита в работах [c.301]

Работу гетерогенного химического реактора можно охарактеризовать следующим образом. В аппарат подаются две фазы сплошная и диспергированная, каждая из которых содержит один или несколько реагентов. Для того чтобы вступить в химическое взаимодействие, реагенты, которые подаются в аппарат с транспортной фазой, должны сначала перейти в реакционную фазу. Образующиеся в ходе реакции продукты распределяются между фазами. [c.12]

Выше были перечислены пять групп факторов, которые оказывают влияние на работу гетерогенного реактора. (Очевидно, что скорость и направление процессов каждой из групп зависит от скорости п направления всех остальных процессов. Однако наиболее типичной для химического реактора является взаимосвязь химических и массообменных процессов. Для того чтобы наглядно показать тесную связь химического взаимодействия и процессов межфазного переноса в гетерогенных реакторах для систем жидкость — жидкость пли жидкость — газ, рассмотрим простейшую реакцию первого порядка по переходящему компоненту в изотермическом реакторе идеального (полного) вытеснения. [c.13]

Подробный анализ режимов экзотермической реакции показывает, что реакция на различных участках поверхности может протекать в разных режимах даже в том случае, когда поверхность равнодоступна. В работе [21 ] была показана возможность существования асимметричных режимов гетерогенной реакции, при которых одна сторона пластины катализатора работает в кинетическом, а противоположная — во внешнедиффузионном режиме. Интересно, что при определенных условиях режим процесса на одной из граней пластины, являясь неустойчивым, стабилизируется под влиянием теплового потока через катализатор. [c.121]

В работе [3] показано также, что сорбированные активные центры ценей реагируют с компонентами иа газовой фазы. Эти ранее не учитываемые гетерогенные реакции и ряде случаев обусловливают пульсирующий режим горения в замкнутых объемах. [c.209]

Здесь ДЯ и AS — изменения энтальпии и энтропии, которые, согласно (52.2), соответствуют уравнению химической реакции. Таким образом измерением электродвижущей силы и ее температурной зависимости можно определить величины ДС, ДЯ и Д5 для реакции (52.2). Так как все три величины являются функциями состояния, то их значения ие зависят от того, протекает ли реакция (при постоянной температуре и постоянном давлении) необратимо (случай б".) или обратимо (случай в".). Напротив, теплота, принятая системой (которая зависит от пути в пространстве состояния), при необратимом протекании равна ДЯ, при обратимом процессе равна ГД5, в то время как в последнем случае, согласно (52.31), ДЯ равна сумме подведенной теплоты и электрической работы, подведенной потенциометром к системе. Термодинамическое исследование гетерогенной реакции с помощью обратимых гальванических элементов играет также важную роль при экспериментальной проверке теплового закона Нернста ( 38). [c.270]

Общую глубину превращения, а также выходы кокса, газа, бензина и дизельного топлива в изотермическом прямоточном реакторе при различных значениях температуры и времени контакта можно определить, пользуясь математической моделью [851, состоящей из четырех нелинейных дифференциальных уравнений покомпонентного материального баланса. В основу модели положена трехстадийная схема, в которой учтены только реакции разложения сырья, дизельного топлива и бензина. При выводе уравнений использованы кинетические зависимости для гетерогенной реакции в потоке и уравнения Ленгмюра. Модель достаточно сложна (содержит 20 коэффициентов, подлежащих идентификации), для работы с ней необходимо использовать численные методы. [c.96]

Поэтому при проведении гетерогенных реакций необходимо знать величины, определяющие зависимость между количествами реагентов и катализатора, так как от этого зависит величина достижения равновесия, направление реакции и получаемые выходы. При работе в проточной, или циркуляционной, системе учитывается объемная скорость (о. с.). Она представляет собой отношение приведенного к нормальным условиям объема газа (или пара) V,, проходящего за 1 час, к объему катализатора При нормальном давлении [c.46]

В данной работе нужно ознакомиться с одним из физико-химических методов исследования химического равновесия гетерогенной реакции, изучить изменение константы равновесия в зависимости от температуры и вычислить средний тепловой эффект реакции. [c.261]

Общей причиной поляризации является замедленность отдельных стадий электродного процесса, являющегося сложной гетерогенной реакцией. Если бы все стадии протекали мгновенно (бесконечно большой ток обмена), то протекание электрического тока через электрохимическую систему не смогло бы изменить равновесные потенциалы электродов, так как окислительновосстановительные процессы на электродах немедленно бы компенсировали вызываемый током недостаток или избыток электронов. В действительности при электролизе или при работе электрохимического элемента некоторые стадии тормозят электродный процесс и потенциалы электродов отклоняются от равновесных. Чем значительнее величина электрического тока, тем больше это отклонение. [c.328]

В этой работе изучаются скорости гомогенных и гетерогенных реакции влияние на скорость реакций температуры, концентрации и катализаторов химическое равновесие и его смещение. [c.67]

На основании общих принципов, сформулированных в работе [129], для гетерогенных реакций, протекающих в потоке, скорость реакции первого порядка взаимодействия кокса с двуокисью углерода можно выразить уравнением [c.240]

Наиболее надежные результаты при исследовании кинетики нестационарных гетерогенных реакций получаются при использо -вании дифференциального проточного реактора. В данных реакторах степень превращения ограничивается весьма малыми величинами. Применение дифференциального проточного реактора требует высокочувствительного метода анализа состава газовой смеси. Более удобным, чем анализ состава, является характеристика изменений суммарных свойств газовой смеси. В данной работе в качестве такого свойства использована теплопроводность газовой смеси. [c.133]

С и давлении 55 ат термическое алкилирование должно идти с практически ничтожной интенсивностью. Поскольку термическое алкилирование все же протекает с заметной интенсивностью, можно сделать вывод, что реакции метана с этиленом не инициируются стадией мономолеку-лярного разложения метана с разрывом связи СНз—Н. Хотя гетерогенная реакция при облучении принципиально и возможна, весьма маловероятно, чтобы она протекала при применявшихся в этих работах условиях. Гораздо более вероятно предположение о протекании бимолекулярной реакции [c.134]

Закись азота разлагается также на поверхности различных металлических и окисных катализаторов. Кинетика гетерогенного разложения N2O детально изучена авторами работ [221—234]. Порядок гетерогенной реакции по отношению к N2O близок к единице. Установлено также, что реакция тормозится кислородом. Механизм гетерогенно-каталитического процесса может быть представлен на основании схемы [c.81]

Реакторы для гетерогенных реакций в жидкой фазе, как правило, снабжены мешалками различных типов с теплообменными устройствами (обычно косвенного теплообмена). Эти реакторы с мешалками работают при режиме, близком к полному смешению, и подчиняются кинетическим закономерностям, характерным для реакций в гомогенной жидкости (см. гл. V). В промышленности применяют реакторы для несмешивающихся жидкостей периоди- ческого и непрерывного действия, единичные и объединенные в каскад (см. рис. 27, табл. 2 и табл. 6). Для жидкостного экстрагирования используют также насадочные и ситчатые колонны с противоточным движением жидкостей тяжелая — сверху вниз, а легкая — снизу вверх. [c.209]

Гетерогенная реакция разложения метана идет на всех поверхностях. Так, в работе [301 показано, что при низких давлениях метана (< 20 мм рт. ст.) скорости роста пироуглерода на саже и на кварцевом волокне не различаются. Нами не было отмечено существенного различия в скоростях роста пироуглерода (не алмаза ) на алмазных порошках и саже. При развитой поверхности затравочных кристаллов (например, частиц сажи) основная часть углерода осаждается на ней. В наших экспериментах [271 общая поверхность навески сажи превышала поверхность реактора в несколько десятков раз. В то же время в объеме протекает гомогенная реакция разложения метана, например, по механизму, предложенному в работе [ЗП, с образованием промежуточных соединений и радикалов. Они также присутствуют на поверхности сажи [32], которая для них является стоком. Если эта поверхность мала, то происходит накопление промежуточных продуктов в газовой фазе выше некоторой критической концентрации, и тогда развивается быстрая реакция в объеме. [c.40]

Превращение циклогексана в бензол над платиновым или палладиевым катализатором было открыто Зелинским [48] в 1911 г. и с того времени эта реакция является объектом многочисленных исследований. Многие работы посвящены механизму реакции, в частности, с точки зрения геометрии каталитических структур. В этом отношении представляют интерес работы А. А. Баландина [2, 3] не только потому, что они объясняют гетерогенные реакции в геометрическом выражении, но и тем, что-они стимулировали развитие многих дальнейших исследований. Обсуждение этих работ не входит в задачу данной главы, однако, можно сослаться на очень хороший критический обзор Трапнеля Вклад Баландина в изучение гетерогенного катализа [45]. [c.172]

Качественное исследование систем уравнений, оиисывающих стационарные режимы работы гетерогенных каталитических реакторов, свидетельствует о множестве стационарных состояний. Причинами множественности стационарных состояний являются нелинейности кинетики химических реакций, а также транспортные эффекты, среди которых наиболее существенны тепло- и массоперенос между поверхностью зерен катализатора и реакционным потоком, перемешивание потока в радиальном и осевом направлениях отвод (подвод) тепла, выделяющегося (поглощающегося) в ходе химических реакций [1, 2]. [c.281]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

Укажем, что в многочисленных работах Полякова с сотр. [109] метод Ковальского был 1грименен к изучению роли стенок в различных реакциях, получивших назвапве гомогенно-гетерогенных реакций. [c.21]

Другой способ уменьшения перепада температур — снижение скорости нревращения. Для гетерогенных реакций в реакторе с неподвижным слоем этого можно достигнуть, например, разбавлением каталитической фазы инертным материалом, имеющим хорошую термическую проводимость. В этом случае радиальные температурные перепады могут быть более или менее сглажены. Математические поправки для радиального температурного распределения, если оно все же существует, были рассмотрены в работе Изотермические условия также можно создать снижением концентрации реагента, либо путем разбавления инертным веществом, либо, в случае газов, уменьшением давления (ле Гофф, Боннетен и Леторт [c.237]

Сиектор и др. [10] изучали реакцию оксихлорирования этилена в водной среде. Реакция протекала очень хорошо, если в раствор вводили некоторое количество хлорида меди для образования комплекса с этиленом. Продолжая эту работу, Хейие-мапн [И] показал, что можно значительно уменьшить индук-цпонный иерпод гетерогенной реакции, если к катализирующему ее дихлориду меди добавить хлорид меди. [c.260]

Практикум содержит работы по основным разделам физической химии. В пособии рассмотрены методы физико-химических измерений, обработки экспериментальных данных и способы их расчетов. Большое внимание уде-лсио строению веществ, первому началу термодинамики, фазовому равио весию в одно-, двух и многокомпонентных системах, химическому равновесию в гомогенных системах и др. Интерес представляют работы по молекулярной спектроскопии и кинетике гомогенных и гетерогенных реакций. Изменены ра боты, связанные с применением термохимических, рентгеноструктурных и некоторых электрохимических методов исследования. Введены работы по расчету сумм состояния и термодинамических функций. [c.2]

Bbmie отмечалось, что химический состав катализатора остается неизменным после завершения реакции. Это, однако, не относится к физическим свойствам катализатора, которые часто в условиях гетерогенных реакций существенно изменяются — основные изменения относятся к состоянию поверхности. Они непосредственно наблюдаются с помощью электронного микроскопа. При увеличении в 50000 раз можно видеть, что зерна свежеприготовленного, например металлического медно-хромового, катализатора имеют сильно развитую поверхность с большим числом микропор и каналов. После длительной работы такого катализатора при относительно высоких температурах происходит спекание отдельных зерен в сплошную массу, исчезновение пор и каналов. Это приводит к потере каталитических свойств. [c.276]

Ян, Слейтер, Корнер и Даниельс [251] измерили скорость термического разложения N0 в динамических условиях в реакторе, заполненном таблетками алюмогеля, в диапазоне температур 973—2173 °К при концентрации N0, равной 4,628-103 моль1л. Опыты авторов работы [251] выполнены при значительном избытке неона (10% N0-1-90% Не). Согласно их данным, в области температур 7<1400°К разложение N0 протекало полностью в гетерогенной реакции. В области температур Г>1700°К доминировала гомогенная бимолекулярная реакция, а в интервале температур 1400—1700 °К реакция протекала частично на стенках, частично в газовой фазе. [c.91]

Изложенные здесь результаты работ [185, 175, 141] хорошо согласуются с представлениями (см. 8, В) об одновременном протекании гомогенной реакции (в смеси продуктов газификации IVH4 IO4 и основного горючего) и гетерогенной реакции на частицах добавки (газификация полистирола сопровождается образованием частиц сажи). [c.163]

В дальнейшем было замечено, что уравнению Арреннуса подчиняются и многие физические процессы диффузия газов, давление водяного иара и т. п. Это и послужило поводом для расчета величин эпергии активации для гетерогенных реакций и для таких сложных процессов, как термическое превращение углей. В данном случае едва лп можно говорить о скорости отдельных реакций, а только о скорости суммарного процесса, которая зависит от многих факторов, трудно поддающихся учету. В результате для пиролиза углей в отдельных работах найдены самые различные значения энергии активации. [c.148]

Следует учесть, что и без того замедленно доставляемый кислород будет усиленно перехватываться окисью углерода еще на подступах к углеродной поверхности. Это обстоятельство приведет к добавочной задержке в поступательном движении кислорода к месту гетерогенной реакции, а следовательно, и к замедлению этой реакции. Помимо этого самое наличие образующейся мертвой для твердой углеродной поверхности окисеуглеродной среды (с возникновением двух объемов окиси из одного объема углекислоты) уже само по себе должно способствовать созданию добавочного торможения диффузии кислорода через газовый слой, прилегающий к этой поверхности. Таким образом, имеются серьезные основания считать, что неизбежно сопровождающая процесс горения углерода гомогенная реакция горения окиси углерода является добавочным тормозящим началом для скорости протекания суммарной реакции. Поскольку при этом ухудшается работа диффузионных факторов процесса, становится особенно существенным улучшение условий газообмена вблизи углеродной поверхности. Грубо схематически характер протекания суммарного процесса газификации и горения углеродной поверхности может быть [c.80]

Таким образом, протекание тока через электрохимическую систему сопровождается изменением потенциалов электродов электролитической ячейки или электрохимического элемента Общей причиной поляризации является замедленность от дельных стадий электродного процесса, являющегося сложной гетерогенной реакцией Если бы все стадии протекали мгновен но (бесконечно большой ток обмена) то протекание электриче ского тока через эаектрохимическую систему не смогло бы изме нить равновесные потенциалы электродов, так как окислительно восстановительные процессы на электродах немедленно бы ком пенсировали вызываемый током недостаток или избыток электро нов В действительности при электролизе или при работе элек трохимического элемента некоторые стадии тормозят электрод ный процесс и потенциалы электродов отклоняются от равно весных Чем значительнее величина электрического тока тем больше это отклонение [c.328]

Химические вещества часто поступают в лабораторию в грубоизмель-ченном виде, не удобном для употребления. Уже при взвешивании более удобен порошкообразный материал, чем вещество в виде кусков, а при химических операциях следует всегда стремиться работать с веществом, обладающим наибольшей поверхностью. Скорость растворения прямо пропорциональна величине поверхности растворяемого вещества или величине поверхности нерастворимого носителя, из которого экстрагируют растворяемое вещество. При гетерогенных реакциях величина поверхности твердой фазы и ее контакт с жидкой фазой являются решающими факторами, определяющими скорость реакции. В некоторых типах реакций поверхность и форма вещества (твердой фазы) обусловливают его реакци-онноспособность (алюминиевый порошок при приготовлении алкоголятов, магниевая стружка при проведении реакции Гриньяра, натриевая пыль при конденсации Клайзена). [c.48]

Среди других известных кислот Бренстеда отметим иммобилизацию HF (несомненные удобства в работе в связи с устранением его высокой летучести и токсичности) и, особенно гетерополикислот [108, 122-125]. Имея в своем составе прочный каркас гетерополианионов, построенных из металлоксидных (Мо - О, W - О) октаэдров с включенными гетероатомами (Р, Si, As и др.), они являются сильными протонными кислотами и активны (селективны) во многих гомогенных и гетерогенных реакциях, превосходя в этом отношении обычные минеральные кислоты (H2SO4, H IO4) и одновременно выгодно отличаясь от них высокой термостойкостью и низкой коррозионной активностью. Учитывая наличие объемных полианионов с низкой поверхностной плотностью заряда, являющихся в терминах ЖМКО мягкими основаниями, гетерополикислоты могут рассматриваться как иммобилизованные Н-кислоты со слабой электростатической связью протона с анионом в ионной паре и высокой кислотностью. Характерные структуры протонных центров в гомогенных, гетерогенных (водных) и гетерогенных (обезвоженных) вариантах гетерополикислот соответственно подтверждают это [124] [c.58]

Химизм и механизм катализа при пиролитическом разложении углеводородов до сих пор мало исследованы. На основании изучения пиролиза модельных углеводородов при 650— 700 °С в присутствии катализаторов — оксидов магния, железа и алюминия — пришли к заключению [386], что результатом применения катализатора является увеличение степени конверсии исходного сырья, но распределение продуктов пиролиза не зависит от наличия и природы дополнительной поверхности пиролиз углеводородов в присутствии исследованных катализаторов протекает по гетерогенно-гомогенному радикальноцепному механизму. На поверхности катализатора могут существовать несколько типов активных центров, ускоряющих, по данным работы [387], реакцию пиролиза в несколько раз. К таким центрам относятся центры со свободной валентностью (поверхностные анион-радикалы — 5 о), а также поверхностные гидрокси-группы — 1—ОН, которые, как правило, имеются в оксидных катализаторах. На поверхности катализатора при пиролизе углеводородов возможны [387] следующие реакции [c.182]

Исследования металлорганических комплексов с установленной структурой, а также промежуточных соединений и переходных состояний этого типа проливают новый свет на возможные механизмы гетерогенных реакций, катализируемых переходными металлами, их сплавами и оксидами многие пз подобных процессов имеют большое значение в промышленности. Взаимосвязь гомогенных и гетерогенных каталитических процессов кратко рассмотрена в работах [1, 29]. В настояи1,ес время очевидно, что определяющим фактором в обоих процессах является наличие координационно ненасыщенных металлов нли активных поверхностных центров. При этом в случае как чистых, так и нанесенных па нейтральную поверхность металлов илн их оксидов, обладающих каталитической активностью, соседние атомы металла, кислорода и (или) инертного носителя следует рассматривать как лиганды, ассоциированные с атомом металла, ведущего каталитический процесс. Как и атомные или молекулярные лиганды, присоединенные к атому металла гомогенного комплекса, поверхностные лиганды долж- [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология