Гетерогенные процессы механизм

Лекция 3. химическое равновесие в технологических процессах. Скорость технологических процессов. Способы увеличения скорости процесса. Лекция 4. Общие закономерности гетерогенных процессов. Равновесие и скорость гетерогенных процессов. Влияние механизма гетерогенного процесса на скорость химико-технологического процесса, 4.2. Химические реакторы [c.282]

Рассматривая математическое моделирование гетерогенных процессов, протекающих в системе газ-полностью реагирующее твердое и на непористом зерне катализатора (разд. 4.6.3), можно обратить внимание на один момент. Несмотря на различие в механизмах протекания (в первом случае реагируют газообразный и твердый компоненты, во втором дальнейшее превращение претерпевают только газообразные компоненты, попадая на поверхность твердого катали- [c.145]

Рассмотрим гетерогенные процессы, протекающие в системах газ-полностью реагирующее твердое (модель сжимающаяся сфера ) и на непористом зерне катализатора, имеющих разные механизмы и одинаковые стадии взаимодействия газообразного компонента с поверхностью твердой частицы. [c.147]

Синтез метана из окиси углерода и водорода сложный гетерогенный процесс, механизм и кинетика которого еще очень мало изучены. [c.170]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах,, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций. Для количественной характеристики сложного технологического процесса в ряде случаев допустимо расчленение era на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ позволяет, например, установить, в какой области— диффузионной или кинетической — идет процесс, и при расчете пренебречь той стадией, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических реакций не соизмеримы. [c.153]

С рассмотренными выше процессами неразрывно связана реакция конверсии окиси углерода водяным паром (3), осушествление которой в промышленности позволяет дополнительно получать водород. Она является предметом изучения многих исследователей. Кинетика и механизм ее, как и в случае большинства гетерогенных процессов, довольно сложны. При анализе литературных данных можно установить, что мнения о влиянии концентраций отдельных компонентов на скорость процесса весьма противоречивы. Отсюда —множество различных кинетических уравнений, описывающих скорость реакции. Так, авторы [7] установили, что скорость реакции на железоокисном катализаторе тормозится водородом, а углекислый газ действует подобно инертному разбавителю — кинетическое у равнение при этом имеет вид [c.59]

Важно отметить, что поскольку гетерогенно-гомогенный механизм для гетерогенно-каталитических реакций окисления в жидкой фазе является общим случаем, а не частным, в отличие от газофазных процессов, этими реакциями можно управлять совместно при помощи катализаторов и ингибиторов. [c.43]

Глубокое окисление на пластинчатых модулях представляет интерес в связи с тем, что позволяет существенно интенсифицировать процесс очистки при небольшом расходе катализатора, низком гидравлическом сопротивлении и высокой скорости газа [51, 59]. Роль поверхности катализатора при этом сводится к инициированию цепных реакций, переходящих затем в объем, где происходит дальнейшее превращение реагирующих веществ по гетерогенно-гомогенному механизму [57]. [c.117]

При более высоких температурах, при проведении изомеризации в условиях гетерогенного катализа чаще доминирует уже согласованный механизм типа II и III [36]. Причины этого заключены, на наш взгляд, в более быстром превращении ионов и затруднении их промежуточной стабилизации. Правда, при этом нередко происходит не прямое образование наиболее термодинамически устойчивых углеводородов, а лишь промежуточное образование углеводородов, характерных для одного из этапов консекутивного процесса (механизм типа III), т. е. и в данном случае имеет место кинетический контроль реакции. Эти реакции требуют, однако, более подробного, специального рассмотрения. [c.248]

Раздел Химическая кинетика и катализ охватывает вопросы, относящиеся к скорости и молекулярному механизму химических реакций, различных гетерогенных процессов, а также к влиянию на скорость внешних условий (температуры, давления, среды, перемешивания, катализаторов и т. д.). [c.6]

Для гетерогенных процессов характерна многостадийность. Для установления механизма химической реакции необходимо знать все ее отдельные стадии, а также получить сведения о том, какая из них самая медленная. В гетерогенных процессах скорость в большинстве случаев определяется скоростью переноса исходных веществ к зоне реакции и конечных продуктов из этой зоны путем диффузии или конвекции. [c.159]

В настоящее время не существует общепринятой теории, способной количественно описать механизм гетерогенных процессов, идущих с участием конденсированных фаз. Даже для таких широко используемых и на первый взгляд простых гетерогенных процессов, как горение угля, металлов (выступающих как компоненты ракетных топлив), не установлены закономерности, позволяющие строго описать все стадии указанных процессов. [c.228]

Если пренебречь 1/а1п С, то в результате получается логарифмическая изотерма адсорбции. Наконец, при определенных значениях констант а и 1 1 получаем уравнение Фрейндлиха. В связи с этим возникла острая необходимость в развитии экспериментальных методов, которые позволили бы отличать эффекты неоднородности от эффектов отталкивания. Это тем более необходимо, поскольку кинетика гетерогенных процессов описывается уравнениями, исходящими из адсорбционных изотерм. Поэтому вопрос о наличии неоднородности поверхности или сил отталкивания, возможность выбора между ними или же возможность учета обоих типов эффектов приобретает важное значение не только для теории и механизма адсорбции, но и для определения механизма каталитических реакций. [c.53]

Наряду с таким представлением о механизме каталитического гетерогенного процесса существует целый ряд других теорий. — Прим. ред. [c.129]

Разумеется, в реальных условиях при нагреве нефтяных коксов происходят более сложные физико-химические процессы. Кроме того, стадии процесса облагораживания могут осложняться теплотехническими и гидродинамическими факторами, влияющими на суммарную (эффективную) константу скорости реакции. Вследствие отставания при повышенных температурах скорости диффузии от скорости химической реакции суммарная скорость гетерогенного процесса начинает лимитироваться диффузионными факторами. С учетом указанных сложностей предлагается [47, 172] представить механизм облагораживания коксов в следующем виде. [c.200]

Процесс коррозии может протекать по гомогенно-электрохимическому и гетерогенно-электрохимическому механизмам. Для жидких металлов, амальгам и чистых твердых металлов, поверхность которых эквипотенциальна, в любой точке поверхности могут происходить катодный или анодный процессы, скорости которых равны. При наличии на поверхности металла фаз с разными термодинамическими свойствами происходит пространственное разделение катодного и анодного процесса (гетерогенный механизм), возникают так называемые локальные элементы. Как правило, анодный процесс локализуется на менее благородной фазе. Причины возникновения электрохимической неоднородности н типы коррозионных гальванических элементов приведены в табл. 2.3. [c.17]

Хаше [78], полагавший, что окисление N0 кислородом является гетерогенным процессом и пары воды оказывают каталитическое влияние, предложил следующий механизм [c.54]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Поэтому при изучении кинетики гетерогенных процессов следует учитывать дополнительные факторы помимо тех, которые рассматриваются для гомогенных процессов, а именно а) общее уравнение скорости гетерогенного процесса, кроме химической кинетики, должно отражать кинетику массопередачи, причем выражение скорости массопередачи зависит от характера гетерогенной системы (Г—Ж, Г—Т, Т—Ж и т. д.) [c.150]

Механизмы гетерогенных процессов при нагреве комплексонатов отличаются большим разнообразием. [c.388]

Для делигнификации древесины необходимо не только фрагментировать сетку лигнина и освободить его от связей с углеводами, но и создать в древесине достаточно развитую капиллярную систему для обеспечения проникновения реагентов и вывода продуктов, сообщить лигнину гидрофильные свойства и растворить продукты деструкции лигнина. На делигнификацию древесины в значительной степени влияют пути и скорости проникновения химических реагентов в клеточную стенку. Имеются два различных механизма движения варочных реагентов проникновение вместе с варочным раствором в пустоты древесины на стадии пропитки древесины диффузия реагентов из варочного раствора в воду, содержащуюся в древесине, под влиянием градиента концентрации. Поскольку коэффициент диффузии в жидкостях и твердых материалах невелик, скорость диффузионного процесса ниже скорости пропитки древесины. При варке реагенты, поступившие в древесину при пропитке, быстро расходуются при повышении температуры. Далее реагенты вводятся в щепу диффузией. Варочные процессы относятся к гетерогенным процессам, при которых возможны различные топохимические эффекты, обусловленные надмолекулярной структурой клеточных стенок и микроструктурой древесины, влияющими на скорость диффузии реагентов и продуктов реакций. Задержка в поступлении реагентов может привести к нежелательным процессам, что следует учитывать при составлении режима варки. [c.463]

Неотложная задача — разработка надежных и достаточно простых методов исследования кинетики гетерогенных процессов в сложных системах. В этой области не преодолен существенный разрыв между высоким уровнем общетеоретических построений и возможностями их применения для изучения кинетики конкретных процессов, но интенсивно развиваются феноменологические теории и расширяется круг методов [48 . Имеются успехи в развитии методов изучения быстрых реакций в растворах, а также в некоторых других разделах химической кинетики. Однако в целом пока сохраняется положение, при котором в связи с трудностью получения надежной кинетической информации сведения о механизме процессов во многих случаях получают не с использованием кинетических данных, а по результатам изучения промежуточных и конечных продуктов физическими или другими методами. [c.218]

Образование щелочной целлюлозы относится к числу гетерогенных процессов, лимитируемых диффузией. Подвод реагента осуществляется по двум механизмам капиллярным смачиванием (конвективная диффузия) и молекулярной диффузией. Лист целлюлозы и образующие его элементарные волокна содержат большое число тонких капилляров, которые легко смачиваются водными растворами щелочей. Скорость распространения фронта смачивания достигает 0,5—1,5 см/мин [25]. Кинетика капиллярного проникновения щелочи в лист описывается уравнением [25] [c.41]

Обсуждаемые в этой главе процессы вулканизации относятся к химическим реакциям каучуков, не содержащих полярные группы. Поэтому на первый взгляд для них не характерны факторы, благоприятствующие протеканию гетерогенных процессов при вулканизации. Этим очевидно и обусловлено широкое распространение представлений о гомогенном характере серной вулканизации [1—3]. Как само собой разумеющееся принимается и положение, что любой механизм ускоренной серной вулканизации должен опираться на механизм неускоренной серной вулканизации и объяснять структурные и кинетические отличия, возникающие при добавлении ускорителя, окиси цинка и жирной кислоты [3, с. 531]. [c.187]

Полимеризация непредельных углеводородов в ВОДНЫХ эмульсиях вот уже в течение ряда десятилетий продолжает оставаться важнейшим способом синтеза многих крупнотоннажных полимеров — синтетического каучука, поли-меризационных пластиков. В последние годы в Советском Союзе особое внимание было уделено развитию латексной полимеризации винилхлорида. Несмотря на определенные успехи в изучении механизма этого сложного гетерогенного процесса, многие его стороны остаются еще не ясными. [c.278]

Большая часть реакций в процессах химической технологии имеет сложные механизмы образования целевых продуктов [(20.2). (20.3), (20.4)]. Скорость таких процессов зависит не только от скорости прямой реакции, но и от скорости обратной и побочной реакций, а гетерогенных процессов — также от скорости подвода исходных еществ в зону реакции и скорости отвода продуктов из зоны реакции. [c.228]

Кинетическое истолкование явлений электрохимической коррозии было впервые предложено А. Н. Фрумкиным (1932), который обратил внимание на то, что процесс разложения амальгам щелочных металлов подчиняется законам электрохимической кинетики. Эта идея была развита затем количественно Вагнером и Траудом (1938), которым удалось показать хорошее согласие теории с экс-периментальными данными по скоростям разложения амальгам Цинка. Близкие взгляды были высказаны А. И. Шультиным, Я- В. Дурдиным и рядом других авторов. Плодотворность использования закономерностей электрохимической кинетики для количественного описания коррозии твердых металлов была показана Я. М. Колотыркиным, а также В. В. Скорчеллетти, М. Грином и др. Работы этих ученых оказали значительное влияние на развитие современных взглядов на процессы коррозии и способствовали установлению связи между электрохимической наукой и учением о коррозии металлов. Кинетическую теорию коррозии часто неудачно называют гомогенно-электрохимической теорией или гомогенно-электрохимическим механизмом коррозии. К процессу коррозии, всегда протекающему на границе раздела минимум двух фаз, т. е. по своей природе типично гетерогенному процессу, не следует применять термин гомогенный . Правильнее называть эту теорию коррозии кинетической теорией. [c.493]

К сожалению, в этом разделе недостаточно рассмотрены возможности эффективного использования в кинетических исследованиях снектроскопи-ческого и масс-спектроскопического методов, а также кинетического метода применения меченых атомов, методов хемилюминесценции, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), раздельного калориметрирования при гомогенно-гетерогенных процессах. Эти методы успешно применяются и получили значительное развитие в СССР. С их помощью получено много сведений о детальном механизме сложных, в частности цепных, реакций. [c.6]

Полученные результаты допускают различную интерпретацию. Часто существование излома и низкое значение эффективной энергии активации процесса в области высоких температур рассматривают как доказательство лимитирующего влияния испарения топлива. Однако при этом не учитывается, что в случае лимитирующего влияния испарения эффективная энергия активации процесса в высокотемпературной области для бензола и цетена должна быть различной, равной их теплотам испарения (30,75 и 51,10 кДж/моль соответственно), чего не наблюдается в опыте. Кроме того, значения IgXi при постоянной температуре для легко испаряющегося бензола (т. кип. 80,1 °С) должны располагаться ниже, чем для трудно испаряющегося цетена (т. кип. 274 °С), чего также не наблюдается в опыте. Нельзя объяснить существование излома и тем, что в области низких температур преобладает гетерогенный (пристеночный) механизм самовоспламенения [155]. В этом случае температура, при которой наблюдается излом, для трудно испаряющегося цетена должна быть выше, чем для бензола. Опыт свидетельствует об обратном. Причину излома зависимости IgXj—1/Т можно объяснить различием механизма газо- и жидкофазного окисления топлив, аномально высокой скоростью окисления капель топлива. [c.136]

Рустамов с сотр. исследовали кинетику конденсации фенола с ацетоном в присутствии серной, соляной и ортофосфорной кислот и сильнокислотных ионообменных смол с сульфогруппами (КУ-1 и КУ-2). Они показали, что реакция является необратимой. Энергия активации в случае использования серной кислоты и ионообменных смол одинакова (15,6 ккал1моль), что говорит об идентичности механизма реакции и одинаковой лимитирующей стадии при гомогенном и гетерогенном процессах. Высокая энергия активации указывает, чта катализ протекает в кинетической области. По активности катализаторы располаг аются в ряд [c.87]

Одной из важных в промышленном отношении газо-жидкостных реакций, которая ниже не обсуждается, является абсорбция окислов азота водой и азотной кислотой, осуществляемая при производстве азотной кислоты В этом случае имеют место реакции как в жидкой, так и в газовой фазах. Механизм процесса очень сложен и, по-видимому, даже теперь еще не полностью изучен, несмотря на чрезвычайное обилие литературы по этому вопросу. Наиболее полно этот гетерогенный процесс рассмотрен Эндрю и Хэнсоном [c.237]

Общая картина процесса определяется соотношением скоростей поверхностных и объемных реакций и длиной цепи объемных реакций. Если Ра и vз — длина цепи в реакции 3 — мала, то реакция имеет чисто гетерогенно-каталитический характер. Наоборот, при р1 Рв и большом значении vз реакция практически протекает как цепная. По первому варианту, например, происходит окисление среднемолекулярных олефинов в окпсп, а по второму — окисление пропилена в растворе бензола при наличии окисных катализаторов. Когда > Р5, а значение Vз достаточно велико, реакция носит промежуточный гетерогенно-цепной характер. Наконец, когда рз Рг и р5, реакция инициируется на поверхности катализатора и продолжается в объеме, т. е. имеет гетерогенно-гомогенный характер. При чисто гетерогенно-каталитическом механизме скорость реакции в кинетической области пропорциональна концентрации катализатора при гетерогенно-гомогенном механизме в соответ-ствип с уравнением (2.52) скорость реакции будет пропорциональна корню квадратному пз концентрации катализатора. В ряде случаев твердый катализатор-инпциатор имеет и функцию ингибитора, ускоряя обрыв цепей. В этом случае скорость реакции вначале растет с повышением концентрации катализатора, а затем перестает [c.53]

К радиационным гетерогенным процессам относят процессц на границе раздела фаз (одна из которых - твердое тело) радиационно-стимулированная адсорбция, радиолиз адсорбированных веществ, радиационный гетерогенный катализ, радиационно-электрохимичес-кие процессы и процессы в водных коллоидных системах. Эта группа процессов является наиболее сложной среди других радиационно-хи-мических процессов, механизм их во многих случаях полностью не раскрыт [18]. [c.195]

Из-за высокой скорости газов в трубчатом реакторе следует ожидать и резкое повышение скорости химического превращения за счет перехода реакции на гетерогенно-гомогенный механизм [55, 56], поскольку в трубчатом вихревом реакторе имеются свободные объемы, необходимые для развития радикальноцепного процесса [57]. [c.126]

При повышении температуры лимитирующая стадия и соответственно механизм гетерогенного процесса могут измениться. Это связано с разным характером зависимости константы скорости химической реакции и константы скорости кц ди( )фузнонного процесса от температуры и с разной величиной их температурных коэффициентов. Константа скорости химической реакции в соответствии с уравнением (VIII, 116) имеет вид [c.374]

Гомогенное образован11е альдегидов из углеводородов п кислорода молекулярным путем в настояш ее время представляется маловероятным. Большинство авторов предполагает поэтому, что эта реакция гетерогенна. Поскольку, однако, механизм каталитического окисления углеводородной и альдегидной молекул на стеклянной поверхности неизвестен и, кроме того, самый факт наличия таких гетерогенных процессов в рамках обш,ей реакции гомогенного окисления углеводородов еш,е не получил объективного подтверждения, то сделанное предположение о начальной реакции на поверхности также не решает все затруднения, которые возникают при вскрытии пстинпой природы акта зарождения цепей. [c.129]

Кинетика гетерогенных каталитических реакций. Многоста-дийиость гетерогенных процессов является причиной того, что кинетические характеристики гетерогенной каталитической реакции (константа скорости, порядок реакции), найденные экспериментально, могут отличаться от соответствующих характеристик химического процесса, протекающего на поверхности катализатора. Например, порядок каталитической реакции, лимитируемой диффузией, обычно равен единице, так как скорость диффузии пропорциональна концентрации в первой степени вне зависимости от порядка процесса на поверхности катализатора. Получаемые экспериментально константа скорости и порядок реакции называются кажущимися в отличие от истинной константы скорости и истинного порядка, относящихся к химической реакции на поверхности катализатора. Установление истинных кинетических характеристик связано с выяснением роли отдельных стадий и имеет значение для вскрытия механизма каталитического процесса. [c.274]

С целью установления причин колебательного режима реакции окисления циклогексана изучен процесс в безградиентном реакторе, работающем в импульсном и проточном вариантах, с использованием также метода ИК-спектроскопии [247, 248]. Показано, что реакция протекает по гетерогенно-гомогенному механизму [248], а колебательный режим окисления циклогексана на NaY имеет автокаталитический характер и связан с периодическим накоплением на поверхности катализатора соединений пероксидного типа[248]. Методом раздельного калориметрирования проведена оценка доли гомогенной составляющей реакции окисления циклогексана на NaX [249]. При температурах вьЬие 200 и концентрациях циклогексана в потоке 0,3-0,6 о ьемн. % зта доля составляет 60-90%. [c.105]

Механизм присоединения спиртов к компонентам МАФ в гетерогенном парофазном процессе существенно отличается от механизма реакции в жидкой фазе [215]. Первой стадией гетерогенного процесса является адсорбция паров метанола на активных центрах катализатора, так в случае NaOH/АГ-З [c.275]

Катализатор, состоящий из палладия, оксида или ацетата свинца(П) и карбоната кальция, носит название катализатор Лйндлара . Поскольку гидрирование на таком катализаторе протекает как гетерогенный процесс, превращение алкина в алкен идет стереоселективно по механизму смн-при-соединения. [c.324]

В последние два десятилетия получила широкое распространение в самых различных отраслях промышленности техника пвсевдоожижения. Благодаря ряду несомненных преимуществ гетерогенные процессы с применением псевдоожиженных зернистых материалов успешно используются в нефтяной, химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. К числу этих преимуществ относятся интенсивное перемешивание твердых частиц и ожижающего агента, развитая поверхность контакта, благоприятные тепловые свойства псевдоожиженного материала, возможность работы с непрерывным вводом и выводом твердой фазы, простота конструктивного оформления к т. д. Все это привело к тому, что применение техники псевдоожижения в промышленной практике значительно обогнало теоретические исследования в области псевдоожижения. Между тем, отсутствие достаточных сведений о механизме псевдоожижения и общих закономерностях этих процессов начинает сдерживать внедрение их в практику. Проведенные до сих пор исследования касаются главным образом макрохарактеристик псевдоожиженных систем (например, скорости начала псевдоожижения, теплообмена, некоторых процессов массообмена и т. п.). Обобщение этих исследований можно найти в известных монографиях П. Ребу, Н. И. Сыро-мятникова и В. Ф. Волкова, М. Лева и др. [c.7]

Все гетерогенные процессы массопередачи включают стадии переноса вещества в пределах одной фазы, перехода вещества из одной фазы в другую через поверхность раздела и стадии распределения вещества в другой фазе. При рассмотрении механизма массопереноса через границу раздела фаз в системах газ — жидкость, газ — твердое тело или жидкость — твердое тело различают центральную часть потока, или ядро п ото к а, и ди ф ф у 3 и о н н ы й слой, нсносред-свенно соприкасающийся с поверхностью. [c.158]

Согласно представлениям электронной теории катализа на поверхности катализатора при адсорбции молекул возникают также реакционноснособные радикалы. Адсорбированные радикалы способны мигрировать по поверхности, встречаться друг с другом и вступать в соединения, образуя насыщенную молекулу, которая затем десорбируется в объем. Одна молекула может диссоциировать на поверхности катализатора, но возможны случаи, когда вторая молекула, участница реакции, диссоциирует не на свободной валентности поверхности, а на свободной валентности уже образовавшегося из первой молекулы радикала. Выше указывалось на способность поверхности катализатора генерировать свободные радикалы, десорбирующиеся в объем и ведущие там реакцию (гетерогенно-гомо-генный механизм). Такие эстафетные цепи [198] не характерны для ряда окислительных гетерогенных процессов, протекающих при сравнительно низкой температуре. Прн окислении углеводородов под влиянием кислорода на поверхности катализатора происходит деструкция эта реакция цепная. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология