Скорость химических реакций полная

Скорость химической реакции должна зависеть от концентраций реагентов, хотя и не всегда таким образом, как можно ожидать по полному уравнению реакции. Например, для реакции газообразного водорода с газообразным иодом, в которой образуется Н1, [c.357]

При моделировании химических процессов размеры печи не сказываются на скорости химического превращения, если процесс определяется только скоростью химической реакции. Однако химическая реакция приводит к изменению состава реагируемой смеси и температуры. Следствием этого является возникновение процессов переноса вещества и теплоты, на скорость которых существенно влияет характер концентрационного и температурного полей в печи, В свою очередь состав смеси и температура существенно влияют на скорость химического превращения. В результате этого протекание химического процесса в целом находится в полной зависимости от размеров печи, так как с изменением масштаба меняется структура или соотношение между его составными частями, химическими стадиями и стадиями процессов переноса вещества и теплоты. В связи с вышеизложенным невозможно сохранить одинаковое влияние физических факторов на скорость химического превращения в печах разного масштаба, кроме тех случаев, когда химическая реакция протекает с большей скоростью, чем процессы переноса. [c.130]

К сожалению, теоретические основы поведения химических реакций разработаны недостаточно полно. Так, порядок и константа скорости химической реакции не могут быть теоретически предсказаны. Проектировщик должен довольствоваться эмпирическим уравнением скорости реакции, которое удовлетворительно описывает процесс. [c.97]

Скорость химической реакции получается умножением на полную величину поверхности 5 (это дает число актов превращения во всем реакторе) и делением на объем реактора V [c.100]

Под скоростью реакции в открытой системе следует понимать изменение количества вещества в единицу времени в единице объема только за счет идущих в системе химических процессов (а не полное изменение количества вещества в единицу времени в единице объема). При таком определении скорость химической реакции в открытой системе является функцией концентрации реагентов, присутствующих в системе, причем вид функциональной зависимости аналогичен соответствующей зависимости в замкнутой системе. [c.378]

Рассмотрим возможность суи(ествования режимов полной конверсии реагентов для нестехиометрического состава питания при условии, что рецикл содержит только реагент А. Определим производительность реактора по г - му компоненту как произведение объема реактора на скорость химической реакции по г - му компоненту [c.129]

Скорость химической реакции может быть записана как произведение Vs на полную величину поверхности 5 (это дает число актов [c.133]

Как видно из материала предыдущих глав, термодинамика описывает равновесие. Однако поскольку термодинамика не построена на атомно-молекулярных представлениях о строении вещества, она не может быть полной. Это проявляется в том, что в термодинамике используется большое число эмпирических соотношений и постоянных (например, уравнения состояния, данные о теплоемкостях и др.), при этом не вскрывая их молекулярного смысла и не рассматривая их в связи с характеристиками молекул. Термодинамика не описывает случайных отклонений от равновесия (флуктуации) и в ее рамках вообще не рассматриваются скорости химических реакций. Все эти явления и связанные с ними задачи находят решение в статистической механике на основе молекулярных представлений. [c.140]

В данной главе в приближении диффузионного пограничного слоя (большие числа Пекле) исследуется ноле концентрации в окрестности движущейся частицы при протекании на ее поверхности химической реакции, скорость которой произвольным образом зависит от концентрации диффундирующего вещества. Получена зависимость полного диффузионного потока на поверхность частицы от скорости химической реакции и числа Пекле. Исследованы режимы протекания реакции на поверхностях сферической частицы, капли и кругового цилиндра в поступательном стоксовом потоке. Установлена приближенная формула, позволяющая с хорошей точностью определять число Шервуда при любой кинетике реакции во всем диапазоне значений константы скорости химической реакции и числа Пекле. [c.171]

Даже если можно построить полную энергетическую поверхность, это еще далеко не означает, что можно рассчитать абсолютную скорость химической реакции. Как было показано ранее, в реакциях принимают в общем случае участие вещества с широким спектром энергий теплового возбуждения. Поэтому необходимо применить методы статистической механики для расчета соответствующих статистических сумм веществ, принимающих участие в реакции, и активированного комплекса, рассматривая последний как обычную молекулу, за исключением вопроса о колебательной частоте вдоль координаты реакции. Таким образом, в теории переходного состояния вначале рассчитывают полную поверхность потенциальной энергии и на основании этого определяют форму активированного комплекса. Затем используют полученные длины связей, валентные углы и силовые постоянные для расчета соответствующих статистических сумм. Полагают, что реагирующие вещества находятся в равновесии с активированным комплексом, который с фиксированной скоростью распадается на продукты реакции. [c.310]

В некоторых простых случаях кинетическая функция может быть получена на основе модельных представлений о процессе. Так, при кинетике, лимитируемой скоростью химической реакции, функция Y(0) описывается соотношением (2.9), а время полного растворения — уравнением (2.8). [c.95]

Термолабильность ферментов. Скорость химических реакций зависит от температуры, поэтому катализируемые ферментами реакции также чувствительны к изменениям температуры. Установлено, что скорость большинства биохимических реакций повышается в 2 раза при повышении температуры на 10°С и, наоборот, снижается в 2 раза при понижении температуры на 10°С. Этот показатель получил название температурного коэффициента. Однако вследствие белковой природы фермента тепловая денатурация при повышении температуры будет снижать эффективную концентрацию фермента с соответствующим снижением скорости реакции. Так, при температуре, не превышающей 45—50°С, скорость реакции увеличивается согласно теории химической кинетики. При температуре выше 50° С на скорость реакции большое влияние начинает оказывать тепловая денатурация белка-фермента, приводящая к полному прекращению ферментативного процесса (рис. 4.16). [c.140]

Влияние условий горения и природы исходных соединений на полноту сгорания жидких углеводородных топлив для воздушно-реактивных двигателей изложено в работах [25, 95]. Для полного сгорания топлива необходимо, чтобы давление воздуха на входе в, камеру сгорания двигателя было более 0,15 МПа. При уменьшении давления ниже этого значения наблюдается снижение полноты сгорания. Это объясняется тем, что с уменьшением давления снижается скорость химических реакций окисления, уменьшается турбулентность потока, что понижает скорость сгорания. Кроме того, с уменьшением давления воздуха ухудшается качество распыления и распределения топлива в камере сгорания. [c.70]

Функция Вр(х) необходима при решении уравнения (2.16). Однако она имеет и самостоятельное значение, поскольку позволяет судить о степени исчерпывания хемосорбента на поверхности раздела. Для нахождения Вр(х) принимается, что вблизи поверхности количество диффундирующего хемосорбента равно количеству диффундирующего в противоположном направлении каждого из продуктов реакции (с учетом стехиометрического коэффициента). Если химическая реакция обратима, то указанное допущение, по-видимому, полнее соблюдается при малых х (т. е. при малом времени контакта), когда градиенты концентраций еще невелики, а скорость химической реакции значительна, поскольку реагенты только что приведены в соприкосновение. Для массопередачи с необратимой реакцией указанное допущение не требуется. Тогда концентрацию продуктов реакции Ер и Рр. можно представить как функцию Вр [c.24]

Смеси, принадлежащие к тому или иному классу, типу и подтипу, характеризуются специфическим поведением компонентов при осуществлении фазовых процессов, например, таких, как дистилляция и ректификация [29, 44, 45]. Так, в процессе непрерывной ректификации для смесей определенного класса, типа и подтипа характерны как специфическое поведение отдельных компонентов по высоте ректификационного аппарата, так и вполне определенная последовательность выделения фракций предельно возможного состава при переходе от одной колонны к другой в технологической схеме ректификации. В реакционно-ректификационных процессах, где скорость химической реакции конечна, зона реакции, как правило, сосредоточена в какой-то части аппарата, а в остальных частях идет обычная ректификация. Полный термодинамико-топологический анализ всей диаграммы в целом дает возможность не только разместить зону реакции в наиболее благоприятных условиях относительно концентраций реагентов, но и выявить определенные ограничения по составу конечных продуктов ректификации. Эти ограничения обусловлены тем, что в случае наличия азеотропов в рассматриваемой смеси, соответствующий этой смеси симплекс составов распадается на ряд ячеек, названных областями непрерывной ректификации [29], причем каждая ячейка характеризуется предельно возможными составами конечных фракций, которые можно получить в одном ректификационном аппарате непрерывного действия. Возможные конфигурации областей непрерывной ректификации и их границ рассмотрены в работах 29, 46]. [c.194]

Обозначения Г, Г х, То - температуры слоя, на входе в слой и начальная с, Свх> Со соответствующие значения концентрации реагента в газовой смеси в слое, на входе и начальное и - линейная скорость потока газовой смеси, отнесенная к полному сечению слоя W T, с) - скорость химической реакции ДГад - адиабатический разогрев смеси при полной степени превращения I, L -текущая и общая длина слоя катализатора X - эффективный коэффициент продольной теплопроводности слоя - средняя обммная теплоемкость слоя катализатора Ср - средняя объемная теплоемкость реакционной смеси е -пористость слоя катализатора у = Ср + Сел D - эф ктивный коэффициент диффузии реагента в газовой смеси. [c.309]

В заключение полезно рассмотреть вопрос о соотношении объемов реакторов в каскаде. При прямом гидрогенолизе моносахаридов естественно было бы в первом же реакторе поддерживать максимальную температуру реакции, т. е. исключить из схемы подогреватель газо-жидкостной смеси при работе по такой схеме удается наиболее полно реализовать преимущества прямого гид-рогенолиза глюкозы — очень большую скорость химической реакции, и сократить время контакта до 20 мин (объемная скорость 3 ч 1) [35]. Это время реакции довольно близко к тому, которое достаточно при впрыскивании раствора глюкозы в автоклав, нагретый до температуры реакции, при периодическом процессе [32, 33]. [c.114]

Константа скорости химической реакции. Характерной особенностью химического кинетического эксперимента является неполнота получаемой в нем информации о механизме реакции, в частности о поведении и концентрации реакционноактивных частиц типа радикалов, ион-радикалов, атомов, возбужденных молекул и т. д. Наблюдаемыми величинами в таком эксперименте являются лишь отдельные компоненты, возникающие и расходующиеся в ходе процесса, и более или менее полный набор устойчивых продуктов реакции. [c.10]

Если вернуться к реакции синтеза аммиака, выражаемой уравнением (1.1), следует напомнить об ее обратимости и зависимости равновесных концентраций реагентов от условий, т. е. в первую очередь от температуры (Г) и общего давления (Р). В табл. 1 приведены равновесные концентрации аммиака (в мольных процентах) для двух температур и трех давлений, полученные Ф. Габером в начале текущего века. Они показывают, что равновесная концентрация аммиака увеличивается с давлением. При повышении давления от 1 до 600 атм это увеличение характеризуется отношениями ПО (400° С) и 360 (500° С). Таким образом, синтез аммиака следует проводить при возможно более высоком давлении. Как известно, это требование соблюдается в методах синтеза, применяющихся в промышленности, где давления достигают 1000 атм. С другой стороны, повышение температуры уменьшает равновесную концентрацию (выход) аммиака. Следовательно, его синтез надлежало бы проводить при возможно более низкой температуре, у вторую рекомендацию, вытекающую из изучения тепловых явлений и термических свойств, не удается использовать в полной мере. Дело в том, что приведенные в таблице данные характеризуют равновесное, т. е. конечное, состояние реагирующей системы и ничего не говорят, за какое время это состояние может быть достигнуто. Фактор времени учитывается в другом разделе физической химии — химической кинетике. Она подсказывает, что скорость химической реакции очень быстро уменьшается с понижением температуры. Поэтому может оказаться, что при какой-то температуре хороший выход может быть достигнут за слишком продолжительное время, скажем за миллиард лет. С другой стороны, согласно данным кинетики скорость реакцин можно увеличить применением катализаторов. В итоге комплексного физико-химическоге изучения, реакцию синтеза аммиака проводят при температуре 450— —500° С на катализаторах, состоящих из металлического железа, содержащего некоторые активаторы (промоторы). [c.6]

Что же за чудеса происходят в таком реакторе Ничего, кроме того, что в нем скорость химических реакций достигает оптимума, заданного природой длительность элементарных актов химических превращений приближается в нем к Ю" с при почти полном отсутствии обратимости процесса, тогда как во всех нынешних заводских реакторах эта скорость снижается в тысячи и миллионы раз обязательной в классической химии обратимостью. Эволюционная химия — это паука о необ )атпмых процессах, о саморазвитии, об истории совершенствования химической организации вешества. [c.222]

Для полимеров нехарактерно полное превращение реагирующих функциональных групп, которое определяется не только стехиометрией реакции, но и наличием макромолекул как кинетических единиц. В процессе химических реакций в полимерных цепях лишь часть функциональных групп участвует в той или иной реакции, а другая часть остается неизменной вследствие трудности доступа реагента к функциональным группам, например внутри свернутой макромолекулы, или вследствие наличия каких-либо видов надмолекулярной организации в полимерах, нли в результате малой подвижности сегментов макромолекул в массе, в растворе и т. д. При этом должно соблюдаться условие, чтобы скорости диффузии реагирующих компонентов не являлись лимитирующим фактором, т. е. скорость химической реакции не должна контролироваться диффузией и скоростью растворения реагирующих веществ. Речь идет, таким образом, о влиянии чисто полимерной природы вещества на характер химических реакций и степень превращения компонентов. В любой макромолекуле полимера после химической реакции всегда присутствуют химически измененные и неизмененные звенья, т. е. макромолекула, а следовательно, и полимер в целом характеризуются так называемой композиционной неоднородностью. Она оценивается по двум показателям неоднородность всего состава в общем, т. е. композиционный состав конечного продукта (процент прореагировавших функциональных групп) и неоднородность распределения прореагировавших групп по длине макромолекуляриых цепей. Неоднородность может иметь различный характер сочетания одинаковых звеньев измененных и неизмененных функциональных групп статистическое их распределение по длине цени с ограниченной протяженностью (диады, триады, т. е. два, три одинаковых звена подряд) или более протяженные типа блоков в блок-сополимерах (см. ч. Г). Малые по длине участки одинаковых звеньев могут быть расположены вдоль цепи тоже статистически или регулярно и таким образом композиционная неоднородность полимеров после каких-либо химических реакций имеет достаточно широкий спектр показателей, которым она характеризуется. [c.216]

Таким способом измеряют электродный потенциал, ток поляризации, количество проходящего через электрод электричества, полное сопротивление электрода и другие величины. Сила тока и количество электричества соответствуют скорости зарядки и разрядки электрода и скорости химической реакции электрода, а также химическому эквиваленту. Таким путем можно довольно хорошо представить себе физический смысл этих величин. И напротив, объяснить физический смысл потенциала электрода с пленкой во многих случаях бывает нелегко. То же самое можно сказать и о полном сопротивлении электрода. Обе эти величины в отдельных случаях обладают очень большой чувствительнос1ъю к состоянию поверхностной пленки, а в других случаях совершенно нечувствительны к нему. Фактически при [c.190]

Другим примером системы, предназначенной для исследования скорости химической реакции, служит реактор полного смешения, предложенный Лонгвеллом [ ]. В этом случае предполагается, что в реакторе объемом при достаточно сильном перемешивании можно добиться практически постоянных термодинамических характеристик во всем объеме реактора. Массовая скорость потребления горючего в реакторе равна причем под термодинамическими параметрами, входящими в выражение для Юр (уравнение (1.8)), следует понимать средние но объему реактора значения этих параметров. Следовательно, в установившемся режиме массовая скорость поступления горючего в реактор будет равна [c.91]

Значения высоты пламени и эффективности горения в случае турбулентных диффузионных пламен предсказать легче, чем предсказать значения скорости турбулентных пламен в системах с предварительным перемешиванием. Это связано с тем, что, как установлено экспериментально, в случае диффузионных пламен полная скорость реакции определяется интенсивностью турбулентного неремеши-вания (хотя можно предположить, что при очень сильной турбулентности турбулентное перемешивание может стать настолько интенсивным, что скорость химических превра-ш,епий в турбулентном потоке будет определяться полной скоростью химической реакции). Так как механизм турбулентного перемешивания сравнительно хорошо нонят [8-10], теории турбулентных пламен в системах без предварительного перемешивания оказались весьма успешными [62-64] теории здесь обсуждаться не будут, потому что они, в сущности, мало отличаются от теории, изложенной в 2 главы 3 (см. пункте 2 главы 3). [c.234]

Из формулы (27) видно, что параметр к не зависит от т и является безразмерным отношением величины тепловых потерь к скорости химической реакции. Параметр Т , определяемый формулой (24), можно рассдштривать либо как безразмерную температуру воспламенения либо как безразмерную обратную величину полного тепловыделения. Из уравнения (И) следует, что выражение (25) для параметра [г может быть записано в виде [c.261]

Ценность гипотезы о времени запаздывания заключается в ее общности. Например, результаты экспериментов по воспламенению реагентов, инжектируемых в поток горячего газа, удобно описывать, используя понятие о времени задержки воспламенения (связанном с полной скоростью химической реакции), которое в основном эквивалентно понятию о времени запаздывания (см. 1 главы 4), Плодотворные исследования вибрационного горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе, были основаны на использовании гипотезы о времени запаздывания, введенной в работах [4з,45-бо] шедшей применение главным образом в работах Крокко [51-66]. Вопрос о неустойчивости горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе, здесь будет освещен очень кратко обзор можно найти в работах [88,57-88]. [c.305]

Выше этой кислородной зоны возникает так называемая восстановительная зона, где преобладают реакции углерода с продуктами полного сгорания — углекислотой и водяным паром. В этой зоне газо-воздушного потока процесс газообразования идет с отрицательным избытком воздуха (а<1). Если такая картина имеет место по всему сечению потока, то избавиться от необходимости ввода в процесс вторичного воздуха можно только за счет соответствующего снижения высоты слоя. Последняя становится, таким образом, регулятором применяемого в процессе среднего избытка воздуха и должна подбираться в соответствии с содержанием летучих в топливе. Так как процесс идет в диффузионной области, т. е. скорость химической реакции несоизмеримо больше скорости доставки кислородосодержащих веществ к месту реакции, то протяженность кислородной и восстановительной зон пр>актически не зависит от форсировки слоя. Таким образом, в топках полного сжигания работа должна вестись на тонких слоях и при-ТО М тем более тонких при одинаковом среднем размере кусков, чем моложе горючая масса топлива. Толстые слои, при которых работа ведется с явным недостатком воздуха, применяются при газификации тве рд01Г0 топлива в газогенераторах. [c.154]

Низшие нитрилы представляют собой беспветные жидкости, перегоняющиеся без разложения, высшие же являются кристаллическими веществами, почти нерастворимыми в воде. Некоторые нитрилы, как, например, ацетонитрил и пропионитрил, применяются в качестве индиферентной среды при физико-химических исследованиях, так как они хорошо растворяют многие соли, обладают большой диссоциирующей способностью и оказывают сильное влияние на скорость химических реакций С комплексными кислотами, например железисто- и железосинеродистой кислотами и многими галоидными соединениями металлов, как, например, треххлористым алюминием, треххлористюи сурьмой, хлористой медью нитрилы дают двойные соединения. Многочисленные реакции приводят к частичному или полному разрыву кратной связи между углеродом и азотом. [c.51]

Химико-технологические процессы с применением реакторов периодического действия обычно используют в малотоннажной химии, а также при невысокой скорости химических реакций или при затруднениях в транспортировке исходных реагентов или продуктов реакции. Реакторы периодического или полупериоди-ческого действия представляют собой емкостные аппараты, снабженные механическими перемешивающими устройствами и элементами поверхности теплообмена, необходимыми для поддержания определенного температурного режима. В таком реакторе для жидкостей с вязкостью 10 -10 Па с при идеальном перемешивании температура реакционной массы постоянна по всему объему, а концентрации компонентов в каждый момент времени во всех точках одинаковы и меняются лишь со временем. Именно для подобных реакторов наиболее полно развиты теоретические и практические положения формальной химической кинетики. [c.336]

Циклическая хронопотенциометрия, теория которой разработана достаточно полно [159, 298—300], цает возможность изучать образование промежуточных продуктов первичных реакций, а также кинетику химических реакций, протекающих после переноса заряда в первичном электродном процессе. По переходному времени вторичного Процесса можно судить о скорости химической реакции. Для установления механизма электродного процесса применяется главным образом циклическая хронопотенциометрия. [c.165]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология