Реакция с участием твердых веществ

Даже не определяя масс газов, можно контролировать прохождение реакции путем измерения объемов участвующих газов. К сожалению, подобное упрощение не работает для реакций с участием твердых веществ и жидкостей. Не существует простых соотношений между количествами молей твердых и жидких веществ и их объемами. [c.380]

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]

В связи с этим проблемы исследования и математического моделирования реакций с участием твердых веществ выходят в настоящее время на одно из ведущих мест среди других проблем химической кинетики. Трудности в решении указанных проблем обусловливаются сложным характером макрокинетики процессов химического превращения сополимеров [Ц. К таким усложняющим факторам можно отнести локализацию реакционной зоны на поверхности раздела фаз твердого реагента и твердого продукта реакции, перемещение этой реакционной зоны вглубь твердого тела, возможность перехода реакции из одной макрокинетической области в другую даже при постоянных значениях температуры системы и концентраций компонентов, участвующих в реакции и т. п. Типичными процессами, обладающими данной спецификой, являются реакции сульфирования и фосфорилирования сополимеров на основе стирола и дивинилбензола. [c.333]

Для гомогенных реакций уравнение Аррениуса применимо, по-видимому, практически всегда. В случае же гетерогенных реакций с участием твердого вещества энергия активации, особенно при высоких температурах, довольно часто изменяется с температурой, и применять уравнение Аррениуса нужно осторожно. [c.26]

Для реакций с участием твердых веществ скорость взаимодействия очень чувствительна к степени смешения реагентов и состоянию их кристаллической решетки, так как любые нарушения в этой решетке вызывают увеличение реакционной способности твердых тел. [c.56]

Многие важные экспериментальные данные, количественно характеризующие химические свойства твердых веществ, были получены исследователями процесса сорбции, т. е. процесса поглощения твердым веществом жидких, растворенных или газообразных веществ. Лэнгмюр (1915 г.) рассматривал химическую сорбцию, как химическую реакцию с участием твердого вещества, продуктом которой является мономолекулярный слой, состоящий из молекул или атомов сорбированного вещества, связанных с атомами поверхности твердого тела валентными связями. Этот взгляд на природу сорбционных соединений разделяли почти все позднейшие исследователи. [c.10]

Зависимость скорости химической реакции от кон центрации реагирующих веществ справедлива для та-зов и реакций, протекающих в растворах. Она не распространяется на реакции с участием твердых веществ, так как в этих случаях взаимодействие молекул происходит не во всем объеме реагирующих веществ, а лишь на поверхности, от размера которой также зависит-скорость реакции. Поэтому реакции в гетерогенных системах протекают значительно сложнее. [c.130]

Скорость реакции зависит от многих факторов. На нее влияют природа и концентрация исходных веществ, давление (в реакциях с участием газов), температура, катализатор, степень измельчения (в реакциях с участием твердых веществ и др.). [c.80]

УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИЙ С УЧАСТИЕМ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ И ГАЗОВ [c.61]

Переходя от реакций в растворах к реакциям с участием твердых веществ, следует отметить, что газообразный водород также является эффективным восстановителем катионов неактивных металлов, и это в особенности относится к раскаленным оксидам металлов. При поддержании неравновесных условий этим способом удается восстанавливать даже столь активный металл, как железо [c.354]

Разобранная зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ справедлива для газов и реакций, протекающих в растворе. Она не распространяется на реакции с участием твердых веществ, так как в этих случаях взаимодействие молекул происходит не во всем объеме реагирующих веществ, а лишь на поверхности раздела двух фаз. Поэтому скорость гетерогенной реакции зависит не только от рассмотренных нами ранее факторов, но и от величины поверхности соприкосновения между реагирующими фазами. Всякое увеличение поверхности приводит к увеличению скорости реакции. [c.74]

Скорость реакции зависит от многах 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 (для цепных реакций), интенсивность света (для фотохимических реакций), потенциал электродов (для электрохимических реакций), мощность дозы излучения (для радиационнохимических процессов). Лишь некоторые из этих факторов одновременно оказывают влияние на химическое равновесие. [c.231]

Однако единой общепризнанной теории кинетики твердофазных реакций еще не существует. Объясняется это сложностью реакций между твердыми телами. Реакции с участием твердых веществ могут лимитироваться не только скоростью химического превращения или диффузии твердых фаз, но могут протекать и через газовую фазу. Так, например, взаимодействие сульфидов с окислами металлов протекает с участием газообразного кислорода, образующегося при разложении окисла. [c.120]

В книге обобщен экспериментальный материал и результаты теоретических исследований по кинетике и механизму реакций термического разложения твердых соединений, в том числе твердых взрывчатых веществ (особенно азидов металлов), разложения карбонатов, дегидратации кристаллогидратов. Теоретические обобщения, содержащиеся в книге, представляют интерес для понимания механизма значительно более широкого круга процессов термического разложения и других автокаталитических реакций с участием твердых веществ, в частности процессов действия радиации на твердые соединения, реакций обжига руд и др. [c.4]

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ и условий протекания реакции концентрации реагентов, температуры и присутствия катализаторов (для реакций с участием твердых веществ также от степени их измельчения). Для газов скорость реакций зависит и от давления, так как в этом случае с из.менением давления изменяется концентрация реагентов. [c.64]

Проблема кинетики реакций с участием твердых веществ выдвигается в настоящее время на одно из ведущих мест среди проблем химической кинетики. Реакции этого типа лежат в основе многочисленных процессов химической промышленности, металлургии и др. Возможности интенсификации этих процессов в значительной мере определяются состоянием кинетических исследований, развитие которых приобретает, таким образом, практический интерес. [c.6]

Характерной особенностью реакций с участием твердых веществ является локализация реакционной зоны на поверхности раздела фаз твердого реагента и твердого продукта реакции. Такая поверхность образуется и изменяется в результате самого химического процесса. Эти изменения обусловливают как зависимость наблюдаемой скорости реакции от времени, так и необычно сложный характер макрокинетики процесса. Перемещение реакционной зоны в глубь твердого тела может вызвать переход реакции из одной макрокинетической области в другую даже при сохранении постоянными значений концентраций газообразных и жидких компонентов смеси и температуры системы. [c.6]

В открытых системах обмен веществом и теплом с окружающей средой происходит непрерывно в течение всей реакции. Простейшим примером открытой системы служат реакции в потоке , когда в реакционное пространство непрерывно подается поток веществ, содержащий реагенты (в общем случае и продукты), и соответственно отводится поток веществ, содержащий непрореагировавшие реагенты и образовавшиеся продукты реакции. В таких системах обычно устанавливается истинный стационарный режим. Отклонения от стационарного режима могут быть обусловлены посторонними причинами. Среди них тепловая неустойчивость процесса (воспламенение) и изменение свойств реакционной зоны (изменение реакционной способности из-за накопления ядов. и пр., изменение активности катализатора в каталитических реакциях, собственная нестационарность реакции, как это имеет место в реакциях с участием твердых веществ). В подобных случаях процесс обычно протекает квази-, стационарно или же происходит скачкообразный переход в другой устойчивый, стационарный режим (воспламенение). [c.28]

Дальнейшее рассмотрение будет проведено для изотермической реакции с участием твердых веществ общего вида [c.56]

В приведенной классификации диффузионная и внешнекинетическая области являются специфичными для реакций с участием твердых веществ. Специфично и отсутствие стационарной внутридиффузионной области. [c.96]

Наконец, следует отметить, что кинетический аппарат и высокочувствительные физические методы исследования уже сейчас позволяют оценить значения констант элементарных стадий реакций с участием твердых веществ. Поэтому приобрели актуальность разработка строгой теории скоростей топохимических реакций и квантовохимические расчеты элементарных стадий. [c.219]

Другая особенность гетерогенных реакций — локализация их в одном из структурных элементов системы на поверхности раздела фаз или в объеме одной из фаз. На поверхности раздела фаз, как правило, протекают реакции с участием твердых веществ, в объеме фазы — реакции с участием жидкости. Встречаются и более сложные случаи, когда одни реакции дотекают на поверхности раздела фаз, а другие в объеме фазы. Так, обстоит дело в газо- [c.256]

РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ [c.267]

В соответствии с изложенным наблюдаемая скорость реакции с участием твердых веществ изменяется во времени [c.268]

В рамках изложенных выше представлений, наблюдаемая скорость реакции с участием твердого вещества определяется главным образом процессами на поверхности раздела твердых фаз. Задача кинетического описания такой системы должна включать, следовательно, динамику образования и изменения этой поверхности. Мы уже знаем, что поверхность раздела фаз возникает при образовании ядер и изменяется по мере их роста, перекрывания и т. п. Знаем и законы образования ядер. Для решения задачи недостает закона роста ядер. Если не принимать во внимание изменение условий массопередачи (последнее будет рассмотрено отдельно), центральным вопросом оказывается, изменяются ли свойства поверхности раздела твердых фаз при росте ядер. [c.271]

Приближенные уравнения кинетики реакций с участием твердых веществ [c.276]

Характерной особенностью реакций с участием твердых веществ является локализация реакционной зоны на поверхности раздела твердых фаз. В течение ряда лет исследования кинетических закономерностей реакций в твердых фазах концентрировались вокруг особенностей образования и перемещения фронта реакции. Выведено более двух десятков различных уравнений, описывающих процесс в целом или отдельные его стадии. Наиболее полный разбор этих уравнений дается в работах Болдырева, Розовского, Янга и Кононюка [1—4]. [c.133]

Довольно часто применяется уравнение, впервые предложенное А. Н. Колмогоровым для процессов кристаллизации и используемое в кинетике реакций с участием твердых веществ под названием уравнения Ерофеева. [c.276]

Важнейшее из ограничений введено при выводе уравнения, это — допущение об одинаковой вероятности реакции для всех частиц исходного твердого тела (вероятность реакции вводится как степенная функция времени). В связи с существованием в исходном твердом теле мест с повышенной реакционной способностью, выступающих, в частности, как потенциальные центры ядрообразования, это допущение неприменимо даже для начального периода реакции. После образования ядер в системе возникает дополнительная пространственная неоднородность — вероятность реакции тем больше, чем меньше расстояние до ближайшего растущего ядра. На этом основании использовать уравнения (61) и (62) для описания экспериментальных данных реакции с участием твердых веществ можно лишь в качестве эмпирических. [c.276]

Реакции с участием твердых веществ СаСОз (ТВ) = СаО (тв) + Oj (г) С(графит) + 10а(г) = С0 (г) -1-31,2 + 19,8 [c.124]

Наблюдаемые закономерности реакций с участием твердых веществ обусловлены особенностями реакционной зоны. Рассматриваемые реакции локализованы в области поверхности раздела твердых Ри=- 6-2- Типичные кинетические кривые фаз исходного вещества и про- топохнмических реакций [c.165]

Так как коэффициент диффузии растет с температурой в экспоненциальной зависимости, при такой большой энергии активации быстрое нарастание коэффициента диффузии происходит в довольно узком интервале температур. Еще в начальном периоде изучения реакций с участием твердых веществ это было обнаружено Тамманом и подтверждено Хедваллом и привело к введению понятия характеристическая температура или температура начала реакции . Позже Тамман высказал мысль, что понятие о характеристических температурах можно обосновать, исходя из принципа соответственных состояний. Температура плавления твердого вещества (по абсолютной шкале) характеризует ту степень подвижности частиц в решетке, дальнейшее увеличение которой ведет уже к разрушению кристалла с переходом его в жидкое состояние. Поэтому все вещества в точке плавления находятся в соответственных состояниях. Для однотипных твердых тел одинаковая степень подвижности и, следовательно, одинаковая величина коэффициентов диффузии достигаются при одинаковых [c.220]

Коэффициент пропорциональности К. называется констанпюй скорости реакции, зависит от природы реагирующих веществ и температуры и не зависит от концентрации веществ. Закон действующих масс справедлив для реакций между газами, реакций, протекающих в растворах, но не распространяется на реакции с участием твердых веществ. . . [c.53]

H S. ii ie iiemeeii ., Реакции с участием твердых веществ проходят i iivi г гл г гч, быстрее, когда эти вещества тонко измельчены, oy/iVMI re. in>-j Это вызвано тем, что отнощение площади поверх-h М I ности к массе у мелких частиц больще, чем у крупных, и, следовательно, площадь контакта твердого тела с жидкостью или газом больше. В качестве примеров можно привести реакции цинковой пыли и гранулированного цинка с кислотой или реакции порошка карбоната кальция и мраморной крошки с кислотой. [c.327]

Для многих химических реакций, происходящих с участием твердых веществ, наблюдается явление автокатализа, которое обычно объясняют на основе представлений о так называемой реакционной поверхности, т. е. поверхности раздела старой и новой фаз, где, по предположению, сосредоточены активные формы и сама реакция. В то же время обращается внимание на многообразие проявлений автокаталитичности в твердофазных реакциях и на то, что конкретный механизм автокатализа может быть очень различен [1]. В последние годы наметилась тенденция к поискам новых путей интерпретации кинетических особенностей твердофазных реакций [2—8]. Для дальнейшего развития теории химических реакций с участием твердого вещества особый интерес представляет изучение таких реакций данного типа, кинетика которых не поддается даже формальной интерпретации на основе традиционной теории реакционной поверхности. К таким реакциям относится низкотемпературное науглероживание высокодисперсного железа метаном, изученное в настоящей работе. [c.35]

Спецификой химии высокоогнеунорных окисных соединений является их пассивность при низких и средних температурах (вплоть до 1200—1300° С). Замедленное протекание твердофазовых процессов, трудность, а зачастую и практическая невозможность достижения истинных равновесий заставляют обращать особое внимание на кинетическую характеристику этих процессов, особенно при реализации их в производственных масштабах. В настоящее время проблема кинетики реакций с участием твердых веществ выдвигается на одно из ведущих мест среди проблем химической кинетики. [c.133]

Приведенные в этом параграфе уравнения придется еще усложнять, в частности, чтобы учесть влияние перекрывания ядер на наблюдаемую скорость реакции, однако уже из представленных формул видна громоздкость математического аппарата теории. Получить аналитические решения удается лишь для простых частных случаев. Строгая теория реакций с участием твердых веществ начала практически применяется лишь сравнительно недавно с развитием вычислительной техники. В частности, в работах Б. Дельмона систематически исследован ряд частных случаев. Полученные при помощи ЭВМ численные решения представлены в виде графиков, которые могут быть использованы путем подбора для интерпретации экспериментальных данных. Для получения аналитических решений требуется либо упрощать модель, либо вводить приближения, заменяя сложные функциональные зависимости более простыми. В последнем случае важнейшую проблему составляет анализ корректности введенных приближений. [c.273]

Поскольку кинетическая кривая реакции с участием твердых веществ качественно имитирует кинетическую кривую автокатали-тической реакции, заимствовались и соответствующие кинетические уравнения автокаталитических процессов, например уравнения вида [c.276]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология