Уравнения баланса продуктов промежуточных реакций

В случае реакций со сложной кинетикой концентрации промежуточных продуктов в зоне горения находятся из уравнений баланса для исходного веш ества. Концентрации промежуточного продукта приписывается постоянное максимальное значение. Так, для неразветвленной цепной реакции с одним активным промежуточным продуктом уравнение баланса продукта В имеет вид [c.380]

Обычно в каждом единичном процессе приходится иметь дело с явлениями, проходящими по разному механизму. Перенос массы может осуществляться диффузией и конвекцией, теплообмен — теплопроводностью, конвекцией и излучением химическое превращение проходит обычно через промежуточные стадии, нередко также с различными механизмами, а стехиометрическое уравнение представляет собой баланс многих частных реакций и выражает суммарно конечный результат Того, что происходит в системе. В гетерогенных системах реакция осуществляется на границе раздела фаз, ей сопутствует перенос исходных веществ из реагирующих систем в зону реакции и продуктов с поверхности контакта в глубь фаз (диффузия и конвекция). Одновременно происходит теплообмен, при котором тепловая энергия подводится в систему или отводится от нее. Все эти явления могут быть последовательными и параллельными. [c.348]

Время пребывания в первом смесителе т = V/G. Будем считать, что во втором смесителе реакция проходит до конца, вследствие чего степень превращения в этом смесителе не зависит от времени пребывания. Денбиг принимает, что оптимальное время пребывания в первом смесителе при заданной температуре приблизительно равно времени, необходимому для получения максимальной концентрации промежуточного продукта X. Из приведенных выше уравнений баланса вытекает, что доля х, характеризующая содержащие вещества X, равна [c.306]

Химические реакции редко протекают в одну стадию так, как их обычно представляют в учебниках химии, В записи химической реакции указывается только начальное и конечное состояния, эти уравнения являются символическим выражением материального баланса. В действительности реакция протекает через ряд промежуточных стадий или, как говорят иначе, через ряд элементарных процессов. В большинстве случаев идентифицировать эти элементарные процессы сложно из-за больших трудностей выявления промежуточных продуктов, через образование которых протекает реакция. [c.111]

Выведенные зависимости показывают, что при необратимых последовательных реакциях уравнения для первого промежуточного продукта связаны с характеристиками лишь первых двух стадий реакции, оставаясь одинаковыми при любых числе и характеристиках последующих стадий. При этом независимо от начальной концентрации (парциального давления) реагента А значения второй характеристики материального баланса Св/Са.о укладываются на одну кривую, если ее изображать как функцию Ха, к х или (кх]/СА,о)1рА,о. Особенно удобна зависимость от а. показывающая, что для необратимых последовательных реакций первого порядка величина Св/Са,о определяется лишь отношением констант Используя уравнение (П-140), можно найти 2/ 1 по экспериментальным данным путем подбора и, зная по предыдущему ки — абсолютное значение к . [c.364]

Последнее выражение представляет собой уравнение кинетической кривой для промежуточного продукта Ра- Аналогично интегрированием уравнений (У.53) с использованием соотношения материального баланса (У.56) находятся уравнения кинетических кривых для остальных компонептов реакций (У.27). [c.198]

В ситуации мономолекулярных или сводимых к ним процессов любой сложности указанная аналогия дает возможность находить стационарные скорости химических реакций по компонентам при использовании для расчетов уравнения Кирхгофа для баланса втекающего и вытекающего тока во всех точках контакта электрической цепи с активной нафузкой. Действительно, рассмотрим стационарный брутто-процесс, в котором превращения реагента (группы реагентов) Я в конечный продукт (фуппу продуктов) Р Р — обеспечиваются за счет образования произвольного набора промежуточных соединений Е,, участвующих в произвольной совокупности мономолекулярных превращений [c.316]

Если концентрация исходной целлюлозы существенно превышает концентрации образующихся промежуточных соединений и конечного продукта реакции ([S]> [Gn] + [G2]-f [G]), например, на малых глубинах гидролиза целлюлозы, то уравнение материального баланса по субстрату имеет вид [c.128]

Для установления химического механизма реакции и для проверки на опыте достоверности того или иного его варианта весьма существенное значение имеет не только получение кинетического уравнения (закона), описывающего скорость изменения концентрации основного продукта реакции, но и получение и проверка на опыте кинетических уравнений для побочных продуктов и промежуточных веществ. Важное значение имеет также полный количественный анализ всех образующихся в ходе реакции веществ с обязательной проверкой сходимости баланса по элементам. Чем полнее аналитические данные и чем подробнее изучена кинетика образования и расходования отдельных веществ в реакции, тем жестче и определеннее те условия, которым должен удовлетворять испытываемый механизм реакции, тем надежнее проверка его достоверности. [c.52]

Анализ метаболического пути. Анализ любого метаболического пути напоминает подведение баланса в приходно-расходной книге. В такую книгу заносят все произведенные в течение месяца операции (в соответствующую главу Приход или Расход ), а в конце месяца определяют итог. Метаболический путь-это тоже ряд операций , ряд последовательных химических превращений, из которых в конечном счете и слагается данный метаболический процесс. Подобно бухгалтерским операциям, химические превращения тоже можно охарактеризовать количественно и каждое из них может быть описано уравнением химического баланса. В ин-тактных клетках такой учет -далеко не простое дело, поскольку промежуточные продукты данного метаболического пути вовлекаются иногда в другие метаболические процессы. Ниже приведены реакции, из которых складывается процесс ферментативного превращения глицеральдегид-3-фосфата в этанол (спиртовое брожение) в дрожжевых клетках. Каждое из приведенных здесь химических уравнений сбалансировано, Следует, однако, иметь в виду, что в действительности реакции, из которых состоит данный метаболический путь, могут протекать и в иной последовательности. [c.400]

При фиксированных значениях параметров процесса концентрации реагентов и температура в реакторе определяются совместным решением уравнений (VII.2), (VII.5) или (VII.7), (VII.8). Легко заметить, что эти уравнения полностью эквивалентны уравнениям материального и теплового балансов на внешней равнодоступной поверхности катализатора (см. раздел III.3). Согласно полученным там результатам, при определенных условиях система уравнений материального и теплового балансов может иметь несколько решений, соответствующих однозначно заданному набору характерных параметров процесса. Появление множественных режимов возможно в случае, когда реакция ускоряется одним из ее продуктов или тормозится одним из исходных веществ, а также в случае экзотермической реакции со значительным тепловым эффектом. В этих условиях при плавном изменении температуры исходной смеси или теплоносителя температура реактора изменяется скачком в критических точках перехода между режимами поэтому па графике зависимости Т от Т появляется характерная гистерезисная петля (как па рис. III.4). Заметим, что, в отличие от процессов на внешней поверхности зерна, при проведении процесса в реакторах идеального смешения возможна ситуация, когда не только промежуточный, но и один из крайних режимов становится неустойчивым. Рассуждения, основанные на анализе стационарных уравнений, которые привели к условию неустойчивости (III.51), доказывают только неустойчивость промежуточного режима, но еще не свидетельствуют об устойчивости тех режимов, для которых неравенство (III.51) не удовлетворяется. Более того, существует область значений параметров процесса, в которой имеющийся единственный стационарный режим реактора [c.277]

Материальный баланс по ДХБ с использованием экспериментальных данных работ [23, 27] для скорости обратной реакции по уравнению (2) показывает, что скорости образования и восстановления этого важного промежуточного продукта сравнимы по величине около 35% расходуется на образование бора, 64% выносится с газом и около 17о диспропорцио-нирует в газовом потоке. Это объясняет отсутствие равновесие по ДХБ и возможность ограничения общей скорости процесса недостаточной концентрацией ДХБ у поверхности. [c.271]

Уравнения баланса стехиометрически связанных веществ и баланса тепла не являются линейно независимыми. Поэтому достаточно использовать только одно из них, например уравнение баланса исходного вещества. Но для промежуточных продуктов (активных центров) уравнения баланса имеют самостоятельное значение, позволяя определить концентрации их в зоне реакции. Если скорость реакции при начальной температуре не равна нулю, то интегралы расходятся. Для того чтобы вычисление стало реально осуществимым, необходимо провести обрезание скорости реакции при низких температурах, для чего используются линейное приближение (VIII,47) и метод разложения экспонента. При помощи этого метода скорость реакции записывается как / (С) В линейном приближении (VIII,47) [c.379]

Характерным для последовательных реакций является сильное влияние на селективность степени конверсии, что иллюстрируется кривыми рис. 89 для трех типичных случаев. При Ха— 0 селективность по первому промежуточному продукту равна единице, так как в смеси еще отсутствует вещество В, и поэтому / 2 = 0. При Ха—>-1 селективность стремится к нулю. Для подтверждения этого решим уравнение (УП-8) для реактора полного смешения, когда вторые реагенты обеих реакций отсутствуют или порядки по ним 1,2 = 1,1, порядки Пд, 1=1 и в, 2 = 1, а Лв, 1= А, 2 = 0 и все стехиометрические коэффициенты равны единице. Исходя из уравнений баланса Сд=Сд, о(1—Хд) и Св = Сл, оХаФ в, получим [c.335]

При решенш системы уравнений для отыскания Д) и учитывалось, что толпщны реакционных слоев 5- много меньше толщин соответствующих диффузионных слоев, т.е. безразмерные координаты реакции и толщины слоев промежуточного и конечного продуктов связаны соотношениями 51 = 2 - 2 = 1 - 2- Будем считать, что окислительно-восстановительная емкость сорбента по промежуточному продукту равна половш1е исходной. Аналогично случаю плоских мембран составим уравнения баланса для двух фронтов реакции [c.88]

Если теплоемкость продуктов. реакции больше, чем исходных веществ, то Q2 меньше Ql, и наоборот. Если таплоемиости равны, то тепловой эффект не зависит от тем нературы. Тепл0В(0Й эффект реакции зависит лишь от начального и конечного состояния системы и не за иисит от промежуточных стадий. Таким образом, в уравнение теплового баланса входят тепловые эффекты превращений, взятые при той температуре, которая выбрана за нулевую точ ку (тo ч кy отсчета тепло-сод ар жа ний). [c.295]

Надо отметить, что протекание реакции в хроматографическом режиме привлекло за последнее время внимание ряда исследователей. Некоторые из них использовали статистическую трактовку, основанную на вероятностном поведении отдельных молекул. В других решались дифференциальные уравнения материального баланса и уравнения кинетики реакции [81, 82]. В случае обратимой реакции типа А 2 В первоначально введенные вещества А и В образуют два локальных пика, которые постепенно исчезают, образуя один общий пик, расположенный между ними и содержащий оба вещества при равновесных концентрациях. В недавно появившейся работе Хатари и Мураками [83] авторы, используя вычислительную машину, провели сравнение степени превращения исходных веществ и выходов продуктов для ряда типичных модельных реакций (необратимые, обратимые, последовательные), проводимых как в импульсном хроматографическом, так и в динамическом реакторах. Некоторые из полученных при этом результатов мы считаем необходимым привести. На рис. 10 показана зависимость степени превращения от относительного расстояния от входа в реактор при импульсах различной длительности для реакции А 2К. Видно, что в случае импульсной методики степень превращения значительно выше степени превращения ад, получаемой в проточном динамическом реакторе. Высоким выходам соответствуют импульсы малой длительности. Показано также, что форма импульса мало влияет на степень превращения, в особенности при малых Тд. Аналогичный результат был получен для реакций типа А К +3. В этом случае степень превращения в импульсных условиях еще больше превосходит степень превращения в проточном реакторе. Рассчитаны были также последовательные реакции типа А + В К К + В - 5 А 2К 5. Интересной особенностью таких реакций является значительное повышение выхода промежуточного продукта К при проведении реакции в хроматографических условиях, хотя степень превращения увеличивается незначительно по сравнению с проточным реактором (нижняя пунктирная кривая на рис. И). Таким образом, хроматографический режим может совершенно изменить селективность процесса — вместо одного конечного продукта получится другой. [c.49]

Постадийным материальным индексом зу назыв ается объем сырья или промежуточного продукта, участвующего в процессе переработки на стадии / и обеспечивающего получение единицы Д1ассы конечного продукта . Величины s J получаются в результате решения систем уравнений материального баланса. Теоретический материальный баланс составляется на основе сте-хиометрических уравнений реакций при известных молекулярных массах реагентов и продуктов. В практическом материальном балансе учитывается состав сырья, промежуточных и целевых продуктов, а также участвующие в процессе вспомогательные компоненты (инертные агенты, растворители и др.) При этом в расчет принимаются потери сырья, промежуточных и целевых продуктов. Для многих продуктов тонкого органического синтеза характерны материальные индексы, равные десяткам и даже сотням (а иногда, тысячам), что свидетельствует о наличии значительной массы отходов производства и эажности экологических аспектов соответствующих производств. [c.39]

Химическая кинетика не может быть основана на концепции прямых химических превращений исходных реагентов I в продукты реакции К по схеме 1 К, ибо эта схема не в состоянии учесть влияние катализаторов и ингибиторов. Широкое признание получила концепция переходного состояния, допускающая существование в реагирующей системе промежуточных стехиометрических наборов П на более высоком энергетическом уровне, чем наблюдаемые исходные наборы I и конечные К [2]. Эта концепция рассматривает химические превращения исходных реагентов в конечные как две последовательные обратимые химические реакции / г П и И К, сумма которых приводит к балансу химических преобразований 1 К. Таким образом, химическая реакция описывается здесь системой двух кинетических уравнений учетом нормировки общего числа молей стехиометрических наборов N =N1 + -ЬЛ к+Л п- При этом термодинамические параметры гипотетического третьего компонента П оказываются неизвестными. Все это усложняет вычислительную процедуру. Для устранения затруднений предлагается более удобная концепция самопроизвольного распада реагентов, т. е. распада стехиометрических наборов / и /С, потенциальный уровень которых С выше определенного уровня устойчивости химических соединений Оп, т. е. ОСн. Вероятность превращений или доля перевозбужденных, т. е. распадающихся, наборов следует из канонического распределения микросостояний и вычисляется так [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология