Скорость химических реакций локальная

В случае неводных систем выделение энергии в микроскопических областях и последующее быстрое охлаждение могут приводить к локальному возрастанию скорости химических реакций и последующей закалке продуктов, причем последние не успевают разлагаться, так как вся жидкость остается практически,холодной. Это приводит к повышению селективности процесса. Химические реакции во многом инициируются акустическими физико-химическими процессами на границах раздела фаз. [c.186]

Заранее можно ожидать, что при высоких температурах (выше 5000 К) все эти предположения теории равновесного комплекса выполняться не будут. Если в начальный момент времени в исходной газовой смеси имеется значительный перепад температур (наиболее реальный случай), то по крайней мере в первые моменты времени после начала релаксационного процесса систему заведомо нельзя описывать таким параметром, как температура. Более того, при высоких скоростях химических реакций можно ожидать, что и в некотором стационарном режиме не будет выполняться даже условие локального термического равновесия. [c.205]

В силу проникновения твердых частиц в разреженную фазу при достаточно высоких скоростях химических реакций конверсия газообразных реагентов стремится к 100%. По той же причине эффективные величины коэффициентов массообмена в процессах адсорбции, где Г) > 10, составляют приблизительно 100 с , т. е. на 2—3 порядка выше коэффициентов р, определяемых методом трассера и модельных реакций. Для материалов группы А (носители катализаторов) локальные р в 1,5—2 раза выше, чем для материалов группы В. При этом в кипящих слоях материалов группы А отношения /т остаются постоянными при рабочих скоростях газа т 0,3 м/с. Переход к турбулентному режиму псевдоожижения сопровождается ростом р/ау. [c.84]

Для залечивания микротрещин важно, чтобы сближение разъединенных атомов прошло прежде, чем затухнут их колебания. Повышение интенсивности колебаний атома или прилегающей к трещине области кристаллической решетки есть не что иное, как локальное повыщение температуры. Поэтому условие восстановления связи можно сформулировать в терминах температурной зависимости скорости химической реакции сближение разъединенных атомов микротрещины должно произойти прежде, чем остынет участок разрушенной решетки. Основной механизм охлаждения — распространение энергии колебаний атома по кристаллической решетке. Оно идет со скоростью звука. Энергия колебаний может передаваться и в среду тем же способом. Газообразная среда имеет в несколько раз меньшую скорость распространения механических колебаний (звука) и поэтому не может заметно ускорить [c.749]

Таким образом, возможен такой режим горения, б котором концентрации реагирующих веществ существенно зависят от скорости химических реакций, а предыстория процесса не играет роли, так как С/ зависит только от локальных характеристик турбулентности г и N. Этот режим назовем первым. [c.211]

В уравнения химической кинетики в качестве параметров входят такие величины, как коэффициенты скорости химических реакций к), концентрации различных катализаторов и исходных веществ и т. п. Как мы отмечали в гл. 1 и 3, даже при тепловом равновесии в среде сохраняются локальные гидродинамические флюктуации температуры, давления, плотности и концентраций образующих среду веществ. Сильные флюктуации температуры, плотности и других характеристик наблюдаются в турбулентных средах. Наконец, сре а, Б которой протекает реакция, может быть подвержена воздействию случайных полей — акустических, электромагнитных или радиа-ционных возможны флюктуации и стерического фактора в выражении для к. [c.192]

Все это обусловило различие теоретических концепций и взглядов на процесс растворения серебра и золота в цианистых растворах. Одни авторы считали, что фактором, лимитирующим скорость процесса растворения, является скорость химической реакции, протекающей на поверхности растворяющегося металла, тогда как другие наиболее медленным этапом считали скорость диффузии реагентов (цианида и кислорода) к этой поверхности, третьи же исходили из теории локальных короткозамкнутых элементов, обращая особое внимание на процесс восстановления кислорода. [c.36]

Если скорость химической реакции недостаточно велика для поддержания локального химического равновесия, то уравнение (IX. 49) непригодно. Математические выражения для этого случая отличаются исключительной сложностью, которая обусловлена нелинейным характером выражения для скорости реакции. Обычно для того, чтобы решение было возможным, необходимо знать частное выражение для скорости реакции, однако решения возможны и для общего случая, если допустима линеаризация выражения для скорости реакции. Линеаризация обычно осуществляется путем разложения выражения в ряд Тейлора (или ка-какой-либо другой), который обрывается после члена с первой производной. Более подробные сведения о неравновесных системах можно найти в работах [130, 145—151]. [c.535]

Таким образом, в зоне фактического контакта при локальных температуре и давлении, энтальпии и свободной поверхностной энергии металла энергия активации и скорость химической реакции также приобретают значения, отличные от таковых в объеме смазочного материала. Рассмотренные закономерности являются основой новых направлений в трибохимии, механохимии, имеющих исключительно важное значение для химмотологии смазочных материалов [98—101]. [c.108]

Законы термодинамики, которые обсуждались в гл. 4, позволяют определить равновесное состояние химически реагирующей системы. Если предположить, что химические реакции протекают достаточно быстро по сравнению с другими процессами, такими как диффузия, теплопроводность, и, собственно, самим потоком, термодинамика позволяет описать систему локально (см. 13.1). Однако в большинстве случаев химические реакции протекают за времена, сравнимые с характерными временами потока и процессов молекулярного переноса. Поэтому необходима информация о скоростях химических реакций, т.е. информация, которую предоставляет химическая кинетика. Таким образом, необходимо обсудить основные законы химической кинетики, которые основаны на макроскопических наблюдениях. В настоящей главе будет показано, что эти макроскопические законы скоростей химических реакций являются следствием микроскопических явлений, связанных со столкновениями между молекулами и атомами. [c.82]

Кинетический факел характерен для случаев, когда в зону горения поступает предварительно подготовленная смесь реагентов. Лимитирует процесс в этом случае скорость химической реакции. Нередко она может быть настолько малой, что даже подаваемые раздельно компоненты смеси успевают перемешиваться Б самом факеле. Реакция при этом протекает в объеме факела при локальных величинах концентрации реагентов. [c.324]

Коэффициенты всегда можно определить, если известны обычные химические стехиометрические коэффициенты С другой стороны, они удобнее обычных стехиометрических коэффициентов при локальном определении скоростей химических реакций в случае континуума. [c.61]

При локальном равновесии скорость нривноса вещества идет медленнее, чем скорость химических реакций. Т.е. раствор химически настолько агрессивен, что сколько бы вещества не привносилось, оно сразу же мгновенно идет в химические реакции и образование новых минералов. Однако химическая реакция — это не только нривнос вещества, это еще и вынос веществ, без которого никакая реакция не пойдет. Поэтому химическая агрессивность раствора — это хорошо и необходимо, но надо еще чтобы могли идти процессы привноса-выноса этого веществ в порах пород, чтобы энергия движения вещества была достаточной для обеспечения необходимой скорости химических реакций. Но нривнос-вынос это чисто механическое движение вещества, а химические реакции — это чисто физико-химические процессы. Без механических процессов никакие химические гетерогенные реакции невозможны. Чем больше нривнос-вынос вещества, тем быстрее скорость растворения, тем быстрее возможная скорость и химической реакции, но при одном условии, если химическая активность самого раствора достаточно велика, чтобы начать образовывать те или иные минералы. Если химическая активность в зоне реакции на контакте велика, то все определяется привносом-выносом компонентов если она снижена, то чем она меньше, тем скорее растворяются компоненты и тем больше становится пористость. [c.6]

Сжатие и нагрев несгоревших газов ударной волной привадит к воспламенению. В этом случае во взрывной зоне в свою очередь выделяется большое количество тепла, которого почти достаточно для того, чтобы поддержать стационарную ударную волну. Если допустить, что между концом ударного фронта и началом взрывной волны имеется небольшая зона, где не идет никакой реакции, то газы в этой области будут более горячими, чем несжатые газы, и более плотными в результате большого давления. Следовательно, их локальная поверхностная скорость относительно ударного фронта меньше, чем скорость несжатых газов перед фронтом. Последующая химическая реакция, хотя и нагревает газы, по они сохраняют более высокую плотность, а следовательно, и более низкую скорость по сравнению с несгоревшими газами. Таким образом, относительно фронта детонации продукты горения удаляются с объемной скоростью, меньшей, чем скорость несгоревших газов. Это противоположно положению для обычной волны горения. Профиль одномерной детонационной волны схематично изображен на рис. XIV. . [c.405]

Если газ А расходуется в процессе химической реакции, сопровождающей абсорбцию, с локальной скоростью г, то [c.25]

У-2-1. Пример реакции первого порядка. Рассмотрим необратимую реакцию первого порядка для оценки влияния химической реакции, пользуясь всеми тремя моделями. В этом случае локальная скорость реакции в единице объема составляет [c.110]

Сложная и нерегулярная структура пространства пор обусловливает преимущественно стохастический характер локальных скалярных и векторных полей концентраций, давлений, скоростей и т. д. Локальные величины в пространстве пор подчиняются обычным гомогенным уравнениям переноса, дополненным граничными условиями, при этом они флюктуируют на масштабах порядка масштабов микронеоднородностей среды. Измеряемыми обычно являются макропеременные, получаемые усреднением по пространству элементарного физического объема (э.ф.о.) пористой среды 8т. Под э.ф.о. пористой среды понимается часть пористой среды, размер которой, с одной стороны, много меньше размера исследуемого тела, а с другой стороны, настолько велик, что в нем содержится достаточно большое число структурных элементов, позволяющее применять различные методы осреднения случайных величин. В каждой точке э.ф.о. могут быть определены локальные или микроскопические характеристики как самой среды, так и протекающего в ней физико-химического процесса, например радиус поры, к которой принадлежит данная точка, или концентрация компонентов химической реакции. Микро-характеристики можно усреднить по всем порам, входящим [c.138]

Указанное представление процесса сильно идеализировано и ограничено областью малых растворимостей, отсутствием в матрице структурных деформаций при растворении.газа и химических реакций. Если непористые мембраны гетерофазны, а скорость сорбции растворенных газов на поверхности дисперсной фазы конечна, то процессы сорбции и диффузии в мембране протекают в одном масштабе времени, и в системе возможно возникновение локально-неравновесных состояний. [c.16]

При описании макрокинетики каталитической реакции на составных зернах применяют двойную диффузионную модель, вводя отдельные эффективные коэффициенты диффузии для системы транспортных макропор и для микропор в мелких гранулах 19]. При этом сначала определяют зависимость скорости реакции в мелких гранулах от локальных концентраций реагентов в транспортных макропорах, а затем вычисляют макроскопическую скорость реакции в зерне в целом с учетом диффузионного торможения в макропорах. Описывать составное зерно как квазигомогенную среду с эффективным коэффициентом диффузии, найденным в отсутствие химической реакции, можно только в предельных случаях, когда реакция либо не тормозится диффузией в микропорах, либо протекает настолько быстро, что локализуется па внешней поверхности малых гранул. [c.102]

Несвязность и связность процессов. При теоретической оптимизации находят оптимальные температурный режим, давление и состав реакционной смеси. Для простых процессов (с одной химической реакцией) определение оптимальных условий упрощается. Эти процессы являются несвязными, т. е. для них оптимальный режим в каждый момент времени не зависит от протекания. реакции в другие моменты. Иначе говоря, локальная скорость химического процесса должна быть максимальной в каждый момент времени (в каждом сечении аппарата). [c.491]

С другой стороны, масса отдельного компонента v может и не сохраняться одной и той же вследствие возможной химической реакции в системе, протекающей со скоростью Wt,, - поэтому локальный баланс Py имеет иной вид, а именно [c.317]

На третьей ступени иерархии рассматриваются процессы в макрообъеме пористой среды (например, в объеме зерна катализатора). Используя полученные на предыдущем уровне иерархии зависимости эффективных коэффициентов переноса и констант скорости химических реакций от локальных значений макропеременных, геометрических и топологических характеристик [c.142]

Хоттель и Персон [60] изучали систему диффузионного пламени, отличавшуюся от всех рассмотренных выше. Воздух подавался с большой тангенциальной компонентой скорости у нияшего конца цилиндрической камеры сгорания диаметром около 150 мм. Топливо подавалось по оси камеры через трубу диаметром 50 мм. Полноту сгорания по высоте такой вихревой системы измеряли при помощи камеры переменной длины с последующим оросительным охлаждением, смешением и анализом. Оказалось, что полнота сгорания не зависит от тангенциальной скорости или отношения радиальной скорости к тангенциальной. Этот результат объясняют тем, что увеличение иодачи газа уравновешивается увеличением локальной скорости смешения, так как скорость химической реакции очень велика и не может быть лимитирующим фактором. [c.334]

В заключение следует подчеркнуть, что электростатин ская теория эффектов растворителей оказалась очень полезной, при изучении и расчете кинетики разнообразных реакций в. растворах. Однако, несмотря на некоторые достижения такого подхода, ему все же присущ один принципиальный недостаток, обусловленный пренебрежением множеством других типов взаимодействия растворителя с растворенными веществами, в том числе взаимной поляризацией ионов или биполярных молекул, специфической сольватацией и другими, а также возможностью отклонения локальной микроскопической диэлектрической проницаемости в непосредственном окружении реагирующих частиц от макроскопической диэлектрической проницаемости среды. Расхождения между экспериментальными и расчетными данными, а также тот очевидный факт, что диэлектрическую проницаемость нельзя рассматривать как единственный параметр, обусловливающий изменение скорости химических реакций в растворах, явились причиной разработки различных полуэмпирических урав- [c.297]

Связывание двух отдельных молекул в активном центре фермента превращает бимолекулярную реакцию в мономолекулярную, внутримолекулярную реакцию. Внутримолекулярные модельные реакции являются наиболее простым средством определения ускорения, которое может быть получено в результате сближения реагентов [631, 745]. Другими словами, энтропийный эффект фермента сказывается в увеличении эффгктивной концентрации субстрата. Пос-скольку скорости химических реакций пропорциональны концентрациям реагентов, то увеличения скорости в 10 раз можно ожидать на локальных участках с высокой концентрацией и упорядоченностью [631, 744]. [c.278]

Заметим, что в реакциях с образованием г-го компонента Г > О, ас поглощением — г, < 0. Значения г, определяются кинетикой химических реакций, локальным термодинамическим состоянием и стехиометрическими коэффициентами, характерными для химических реакций. Согласгю химической термодинамике [5], скорость изменения массы г-го компонента в ходе химической реакции определяется формулой [c.61]

Полный анализ рассматриваемой проблемы вряд ли возможен в настоящее время. Поэтому далее рассмотрен ряд конкретных примеров, иллюстрирующих указанные выше общие соображения. Ниже будут рассмотрены решения уравнений переноса тепла и вещества в различных областях пламени. Будет показано, что в целом ряде случаев можно найти либо асимптотически точные решения, связывающие концентрации реагирующих веществ с локальными неосредненными характеристиками турбулентности, либо свести решение задачи к интегрированию уравнения диффузии без источников с граничным условием, зависящим от локальных характеристик турбулентности и скорости химических реакций. Так как распределения вероятностей величин е и N зависят от числа Рейнольдса (см. главу 4), то один из важных вопросов состоит в том, чтобы выяснить, как влияют процессы молекулярного переноса на условия протекания химических реакций в развитом турбулентном потоке. [c.186]

Если предположить, что полная или частичная замена воды Ы-метилпирролидоном не существенно сказывается на механизме и скорости химических реакций, то при моделировании можно использовать кинетическую модель, изложенную выше (см. разд. 6.5). Основанием для такого предположения являются расчеты, выполненные И. Г. Завелевым (МИХМ). Он обработал опытные данные Ю. В. Аксельрода и А. И. Морозова по кинетике абсорбции СО2 водноорганическими растворами МЭА в пленочной колонне и нашел при умеренных степенях карбонизации значения г, весьма близкие к описываемым уравнениям (2.93). Соответственно, для построения локальной модели массопередачи рекомендуется при умеренных степенях карбонизации использовать уравнение (2.40), при высоких степенях карбонизации (а 0,5)—уравнение (6.17). [c.193]

В этой связи необходимо отметить, что ДНК в растворах представляет собой не статическую, раз навсегда закрепленную структуру, а динамическую, непрерывно испытывающую локальные денатурации и ренатурации Этим, по-видимому, и объясняется возможность протекания ряда химических реакций с группами оснований, расположенными внутри упаковки двойной спирали. В частности, это относится к обмену протонов ДНК, принимающих участие в образовании водородных связей, на дейтерий и тритий 28. =4i а также к реакции с формальдегидом Вероятность локальной денатурации и, следовательно, скорость химической реакции уменьшаются с увеличением степени кооперативности двухспиральнон лголекулы. [c.282]

Если на плоскопараллельную поверхность реактора падает и поглощается внутри него монохроматический свет, то интенсивность света, поглощаемого в слое толщиной di тем больше, чем ближе этот слой к входному окну. Соответственно, в каждом слое скорость реакции имеет свое локальное значение, которое тем больше, чем ближе слой к освеш.аемой поверхности. Средняп скорость химической реакции в реакторе составит [c.118]

Пример 16-4. Абсорбция газа в сосуде с мешалкой, сопровонадающаяся зшмической реакцией [8]. Определить влияние скорости химической реакции на скорость абсорбции газа в сосуде с мешалкой. Рассмотрим случай, когда растворенный газ А вступает в необратимую реакцию первого порядка с жидкостью В, т. е. А исчезает в жидкой фазе со скоростью, пропорциональной локальной концентрации А- [c.467]

Теория де Риса имеет существенный недостаток — она игнорирует влияние кинетики химических реакций, которое может быть весьма существенно вблизи от ведущей кромки пламени. В этой области приближение горения к модели диффузионного пламени может быть ие вполне верным. Ряд исследователей пытались обобщить модель де Риса с учетом газификации полимера в предпламенной зоне и его взаимодействия с окислителем. Примером такого исследования может служить работа Ластрина и др. [46, с. 935]. Авторы постулировали, что Vp определяется процессами, происходящими в зоне воспламенения, смежной с поверхностью. В этой области температура поверхности возрастает от Tq до Tg за счет химической реакции в газовой фазе. Другие предположения тепловой поток, параллельный поверхности топлива, ничтожен по сравнению с потоком, перпендикулярным поверхности скорость химической реакции зависит от локальной концентрации реагентов и температуры, [c.26]

I Проблема неравновесности в плазме с химическими реакциями. Исследования низкотемпературной плазмы с химическими реакциями обычно представляют интерес с двух точек зрения. С одной стороны, для диагностики такой плазмы совершенно необходимо знать, к каким изменениям физических условий в плазме (которая вначале могла находиться в состоянии, например, локального термического равновесия) приводит протекание в ней химических реакций. С другой стороны, важно изучить не только механизм и кинетику химических реакций в условиях плазмы, но и оценить влияние возможной нервновесности системы на основные характеристики химических процессов. В самом деле, любая химическая реакция, протекающая в плазме, должна, по своей сущности, всегда производить возмущение исходного распределения энергии в системе. При этом величина такого возмущения зависит от относительных скоростей химических реакций и скорости обмена энергий между частицами рассматриваемой системы. [c.404]

Наиболее важными феноменологическими следствиями стр к-турно-физической микронеоднородности полимеров являются следующие. Во-первых, микронеоднородность приводит к неоднородному распределению добавок и реагентов в полимерной системе. Так, низкомолекулярные вещества (кислород, продукты окисления, ингибиторы, пластификаторы, красители, наполнители и др.) сосредоточиваются в аморфных областях полимера там же локализуются наиболее реакционноспособные элементы макромолекул (окисленные группы, разветвления, ненасыщенные связй й т. д.). Локальные концентрации реагентов могут существенно отли чаться от средних, и, следовательно, локальные скорости химических реакций должны отличаться от средних, [c.15]

Кислородный барьер. Кислородный барьер - это граница между аэробной и анаэробной зонами, и она имеет первостепенное значение для всех микробных процессов. Кислородный барьер создается ниже оксиклина интенсивным поглощением кислорода при дыхании микроорганизмов. Металлы с переменной валентностью в окисленном состоянии обычно обладают меньшей растворимостью, чем в восстановленном, и при окислении выпадают в осадок. Каждое соединение окисляется в соответствии определенным окислительновосстановительным потенциалом E ). Например, железо окисляется раньше марганца, и это приводит к тому, что отложения марганца образуются ниже по течению или выше по профилю, чем отложения железа. Окислительно-восстановительный барьер представляет специальные условия для литотрофных организмов, получающих свою энергию от такой реакции. К ним нужно отнести железобактерий, серных и тионовых бактерий, нитрификаторов. Это удобный пример для того, чтобы объяснить роль бактерий в барьере. Скорость ферментативной реакции многократно превышает скорость химической реакции, и поэтому литотрофные микроорганизмы получают преимущество. В зоне их развития мигрирующее восстановленное вещество метастабильно, и, если бы не было бактерий, оно мигрировало бы дальше и барьер получался бы размазанным, а не в виде строго локальной зоны. [c.211]

А может просто потому что здесь происходит нарушение локального химического равновесия, когда скорость выноса вещества становится более быстрой, чем скорость химических реакций. Чем дальше от центра проницаемой зопы, тем более устойчиво поддерживается опережение скорости химических реакций над скоростью нривноса вещества. Чем больше скорость движения флюида, тем скорее нарушается локальное химическое равновесие, когда скорости движения вещества преобладают пад скоростью химических реакций. [c.6]

В условиях локального химического равновесия энергия движения лимитирует скорость минералообразования, а при перавповеспых условиях, когда скорость химических реакций меньше величины потока вещества, реализуется в [c.22]

Таким образом, как и в случае массообмена, смешение конечных и исходных продуктов для большого числа химических реакций нежелательно, и оптимальным является режим идеального вытеснения. Следовательно, в рассматриваемых случаях целесообразно применять секционированные аппараты. При этом одновременно обеспечивается локальное перемешивание, благоприятствующее процессу, особенно когда его скорость лимитируется диффузионной стадией. Это положение, разумеется, не рашростра-няется на автокаталитические реакции, в которых целевые продукты являются инициаторами процесса. [c.245]

Как уже указывалось, процессы массопередачи и химической реакции не являются полностью независимыми. Поэтому в случае неравнодоступной поверхности нельзя вычислять макроскопическую скорость гетерогенного процесса, просто приравнивая величину q [см. уравнение (111.12)] к скорости реакции на активной поверхности. Так как локальная скорость массопередачи к различным участкам поверхности неодинакова, при этом возникает тем большая ошибка, чем больше перепад концентрации реагента вдоль активной поверхности. К счастью, в наиболее важном для технологии случае.— в случае процессов, протекающих в зернистом слое катализатора, поверхность твердых частиц можно, по-видимому, с достаточной степенью точности считать равнодоступной в диффузионном отношении. Эксперименты по определению р в зернистом слое [16] показывают, что локальные значения изменяются вдоль поверхности довольно нерегулярно, оставаясь, однако,,величинами одного порядка. Исключение составляют небольшие участки близ точек соприкосновения твердых частиц, практически не участвующие в процессе из-за очень медленного подвода к ним реагентов. Приближение равнодоступной поверхности [1 ] приводит к единственному практически приемлемому методу расчета процессов в зернистом слое, и мы будем в дальнейшем широко им пользоваться. [c.105]