Тепловой эффект реакции зависимость от температуры

В производстве аммиачной селитры обычно применяют 45—58%-ную азотную кислоту. В этом случае тепловой эффект реакции нейтрализации соответственно уменьшается на величину теплоты разбавления азотной кислоты водой и на величину теплоты растворения аммиачной селитры. Количество тепла, выделяющегося при реакции, находится в прямой зависимости от концентрации и температуры азотной кислоты и газообразного аммиака. Так, при нейтрализации 50%-ной азотной кислоты 100%-ным аммиаком (температура азотной кислоты и аммиака 291 К) выделяется 105 кДж/моль тепла (рис. 45). [c.128]

В адсорбционных процессах энергия молекул или атомов адсорбента изменяется. Механизм адсорбционного катализа тесно связан с энергетическими изменениями в системе. Чтобы объяснить энергетические изменения в каталитических адсорбционных процессах, следует изучить отдельные компоненты, составляющие общий тепловой эффект, т. е. 1) теплоту адсорбции, соответствующую энергии, освобождаемой в виде тепла при адсорбции 2) разные тепловые эффекты химической реакции, происходящей на адсорбенте, например теплоту образования, теплоту диссоциации и т. д., и 3) теплоту активации, которая тесно связана со скоростью реакции и используется для оценки каталитического эффекта. Каждый из тепловых эффектов подчинен своим законам, а также имеется определенное соотношение между тепловыми эффектами в зависимости от изменений физических условий, при которых идет тот или иной адсорбционный каталитический процесс. Величина тепловых эффектов зависит от температуры. Было бы полезно при формулировке общего понятия величины энергии в адсорбционном катализе указывать на отдельные типы тепловой энергии. Общим для любого химического процесса при энергетической оценке реагирующей системы является деление энергии на потенциальную и кинетическую. [c.144]

Р еакторы для хлорирования в газовой фазе бывают трех основных типов (рис. 40). Общими для них являются защита стального корпуса (от действия высоких температур и коррозии) керамической футеровкой, а также автотермичность протекающего в них процесса. Последнее достигается тем, что выделяющееся при реакции тепло расходуют на нагревание смеси до нужной температуры и на потери в окружающую среду. При этом в зависимости от теплового баланса процесса приходится подавать реагенты в хлоратор холодными (при синтезе полихлоридов метана, когда тепловой эффект реакций очень велик) или предварительно подогретыми (при получении хлористого аллила). [c.120]

В зависимости от свойств нитруемого соединения реакция нитрования протекает при температуре от 40 до 110°С и различных соотношениях азотной и серной кислот и воды. Нитрование ароматических соединений является экзотермической реакцией (выделяется 151 кДж тепла на один моль нитрогруппы). Тепловой эффект реакции возрастает при разбавлении нитрующей смеси выделяющейся водой и меняется в зависимости от концентрации серной кислоты. [c.117]

Периодический способ имеет следующие недостатки. В кубе-окислителе периодического действия сырье длительное время (до 70 ч) находится в зоне реакции при высоких температурах, в результате чего возникают более глубокие изменения в составе битума и ухудшение его свойств. Возможны местные перегревы, приводящие к образованию карбенов и карбоидов и ухудшающие реологические свойства битума. Периодическим процессом окисления сырья в битумы управлять трудно. В зависимости от природы сырья существует оптимальный режим повышения температуры размягчения (понижения пенетрации либо повышения вязкости) во времени. Для каждого сырья существуют оптимальные температура процесса окисления и расход воздуха. Причем не всегда требуется стабилизация скорости подачи воздуха. Так, вначале необходимо постепенное повышение, затем в каком-то интервале температуры размягчения битума — стабилизация расхода воздуха, а затем при приближении к завершению процесса — некоторое понижение. Характер изменения скорости подачи воздуха зависит от природы сырья. Температура процесса меняется в зависимости от подачи воздуха и теплового эффекта реакции. Последний является функцией природы сырья и температуры процесса. Следовательно, съем тепла реакции необходим по определенной программе, различной для разных сырья и глубины окисления, меняющейся во времени с углублением процесса. [c.284]

Большое значение для развития теории и практики катализа имели работы Г. К. Борескова о влиянии процессов переноса тепла и вещества на скорость контактных реакций и избирательность действия катализатора (развитие метода определения оптимальной пористой структуры катализатора в зависимости от удельной каталитической активности, кинетики реакции и условий ее проведения). Вытекающие отсюда рекомендации нашли широкое применение при разработке способов приготовления промышленных катализаторов [353, 354]. Г. К. Боресковым рассмотрен также ряд общих кинетических закономерностей. На основе введения понятия молекулярности реакции, которая равна числу молекул реагирующего вещества, установлено общее соотношение между разностью энергий активации обратной и прямой реакций и тепловым эффектом реакции. Дано общее выражение для скорости обратимых реакций. Предложен метод определения молекулярности на основе соотношения между величинами термодинамического и кинетического изотопных эффектов. Введено понятие оптимальной температуры обратимых экзотермических реакций и оптимальной кривой изменения температуры с ростом глубины превращения. Предложен метод определения оптимальных температур из кинетических данных. Установлено, что кинетические закономерности [c.64]

При постоянных теплоемкостях переход от уравнения (111,21) к (III, 21а) можно произвести с помощью закона Кирхгоффа. Таким образом, учет переноса тепла стефановским потоком тождествен с учетом зависимости теплового эффекта реакции от температуры. Уравнение (III, 21) определяет распределение температур в пограничном слое с учетом стефановского потока. [c.153]

В термодинамическом отношении работа реакторов может протекать в изотермических условиях, т.е. когда в любой части аппарата температура одинакова. Такие условия обеспечиваются в реакторах, работающих в режимах, близких к режиму идеального смешения. В зависимости от знака теплового эффекта реакции при изотермическом режиме обеспечивается равномерный подвод или отвод тепла. [c.622]

Для динамических условий течения процесса общее количество поглощенной энергии определяется в зависимости от концентрации углеводородных компонентов в среде инертного газа и скорости движения закрученного потока. Общая температура поверхности катализатора зависит от теплового эффекта реакции и количества поглощаемой энергии от ИК-излучателя. Если допустить, что тепло реакции процесса окисления аккумулируется на поверхности катализатора, то его температура может быть определена как сумма [c.285]

Этот закон дает возможность вычислять тепловые эффекты реакций при любых температурах, если известны зависимости тепло- [c.52]

Тепловой эффект окисления нефтяных остатков зависит от природы сырья и глубины окисления. Он больше при использовании легкого сырья. Данные по величинам тепловых эффектов окисления различного сырья значительно отличаются. Наибольшее количество тепла выделяется тогда, когда процесс окисления протекает в границах первого этапа, поэтому суммарный тепловой эффект становится зависимым от последовательности этапов, в границах которых начинается и завершается процесс получения битума с требуемой температурой размягчения. Так, рассчитанный по тепловому балансу колонны тепловой эффект получения битума с температурой размягчения 49 °С из гудрона татарских нефтей (температура размягчения 38 °С) составил около 190 кДж/кг. Тепловой эффект окисления гудронов из смеси Западно-Сибирских нефтей при получении дорожных битумов был 544-628 кДж/кг, а для строительных битумов — около 880 кДж/кг. Более удобно оперировать величинами теплового эффекта, рассчитанными на вступивший в реакции кислород. В этом случае он мало зависит от природы сырья и температуры окисления и может быть принят равным 8700 кДж на килограмм прореагировавшего кислорода. [c.740]

Адиабатические процессы происходят без отвода (или подвода) тепла из слоя катализатора при ламинарном потоке газа, текущего по принципу идеального вытеснения. В результате температура по высоте слбя изменяется по уравнению адиабаты пропорционально тепловому эффекту реакции концентрации основного исходного реагента в газовой смеси и степени его превращения х. Уравнение адиабаты в зависимости от известных параметров процесса и задачи расчета выражается различно [2, 3, П —13, 32, 39, 73]. [c.49]

Конструкции и число ступеней реакторов со ступенчатым регулированием температуры различаются в зависимости от особенностей химических процессов, которые в них проводятся. Для реакций, идущих с малой скоростью, требуется катализатор в большом объеме. При этом, если тепловой эффект реакций невелик, то все реакционное тепло расходуется на подогрев реакционной смеси, которая и уносит это тепло из реактора (одна ступень). Реактор представляет собой цилиндрический сосуд, заполненный катализатором (рис. 27). Объем катализатора определяется временем контакта, необходимым для полного превращения сырья. [c.75]

Тепловой эффект реакции равен Н. Реактор помещен в термостат с температурой. Количество тепла, передаваемое от реактора к термостату, пропорционально (Г — Зависимость температуры в реакторе от времени можно описать следующим дифференциальным уравнением [c.235]

Следовательно, из графика зависимости 1п А" от обратной температуры по наклону прямой можно определить тепловой эффект реакции. Положительному наклону прямой соответствует случай, когда с понижением температуры константа равновесия увеличивается, т. е. АЯ имеет отрицательную величину (экзотермическая реакция, > > Е]). Для сдвига равновесия вправо в соответствии с принципом Ле Шателье тепло реакции нужно отводить. [c.38]

В зависимости от температуры кипения эфира и теплового эффекта реакции температуру в реакционной зоне поддерживают в интервале 20—70°С. По окончании приливания алюминийалкила содержимое реактора выдерживают при 30—40 °С в течение 30 мин и затем полученный продукт перегоняют в вакууме. По такой методике получены эфираты диэтилалюминийхлорида, триэтил- и триизобутилалюминия. Выделение тепла наблюдалось почти во всех реакциях, однако тепловой эффект реакции уменьшается в ряду [c.52]

Калориметр. Определение тепловых эффектов реакций производят в специальных приборах, называемых калориметрами. В зависимости от характера процесса и реагирующих веществ применяют калориметры различных конструкций, но все калориметры содержат калориметрический сосуд, который защищается от потерь тепла и снабжен чувствительным ртутным термометром или другим устройством для измерения температуры. [c.58]

Около 100 мл бензола и 3-5 г катализатора помещают в сосуд Дьюара объемом 0,5 л, снабженный термометром Бекмана, стеклянной мешалкой и микробюреткой, и закрывают для улучшения термоизоляции толстой корковой пробкой. Содержимое сосуда перемешивают и через каждые 2 мин регистрируют небольшое повышение температуры, связанное с механическим выделением тепла (черные кружки на прямой Ы, рис. 7) [37]. Затем из микробюретки добавляют 0,5 мл и-бутил -амина и через каждые 30 с, а затем через 60 с регистрируют повышение температуры, связанное с выделением тепла в процессе кислотно-основной реакции (светлые кружки, рис. 7). После того как скорость выделения тепла уменьшается до постоянного значения, связанного с перемешиванием (зависимость температура - время параллельна прямой М), добавляют следующую порцию амина (0,5 мл, а затем до 1,0 мл) и регистрируют изменение температуры тем же способом. Эту операцию повторяют до тех пор, пока добавление следующей порции амина не вызовет повышения температуры за счет теплового эффекта реакции. [c.27]

Этот метод широко используется для физико-химических исследований, но служит несколько иным задачам, чем рассмотренные выше методы. В качестве свойства в термическом методе используется тепловой эффект реакции фазовых превращений, происходящих в исследуемом объекте. В некоторых случаях это является косвенным указанием на состав исследуемого объекта. В термическом методе анализа применяют построение и исследование кривых охлаждения и нагревания исследуемого объекта. Если при нагревании или охлаждении исследуемого объекта отсутствуют фазовые превращения, связанные с выделением или поглощением тепла, то кривые изменения температуры во времени идут плавно, без перегибов (рис. 268, а). Если в системе происходят фазовые превращения, сопровождающиеся выделением или поглощением тепла, то на кривой, в зависимости от характе- [c.428]

Зависимость теплового эффекта от температуры изображена на рис. 2. Реакции дегидрирования алканов Сз—Сз до алкинов требуют тепла примерно 70 ккал/моль, для С Нв и СН4 — соответственно 74 и 90 ккал/моль алкина. В расчете на водород расход тепла составляет 20—28, 37 и 30 ккал/моль Нг. Дегидрирование алкенов до алкинов требует тепла меньше для реакций 13—15 — около 40 ккал/моль алкина, для 9—12 — около 42, 51, 54 и 56 ккал/моль алкина или водорода. Необходимо отметить, что расход тепла с ростом числа атомов углерода в алкене увеличивается в противоположность реакциям дегидрировация алканов. Максимальное значение теплового эффекта реакций 1—3, 9 и 10 находится при температуре выше 1500° К, для остальных реакций максимальные значения изменяются в пределах температур 1100—1000° К. [c.177]

Адиабатические процессы происходят без отвода (или подвода) тепла из слоя катализатора при ламинарном потоке газа, текущего по принципу идеального вытеснения. В результате температура по высоте слоя изменяется по уравнению адиабаты пропорционально тепловому эффекту реакции Гр, концентрации основного исходного реагента в газовой смеси и степени его превращения х. Уравнение адиабаты в зависимости от известных параметров процесса и задачи расчета выражается различно [27, 138, 172, 178]. Так, для однослойного аппарата, хорошо теплоизолированного снаружи (см. рис. 11.7), применяют следующие уравнения (со знаком плюс для экзотермических и минус — для эндотермических процессов) [c.72]

По тепловому эффекту каталитические процессы делят ъл экзотермические, идущие с выделением тепла (4-0 и эндотермические (—Q). ОЬобенно сильно сказывается знак теплового эффекта на зависимости равновесия реакции от температуры. [c.69]

Тепловой эффект реакции. При анализе горючих газов (СО, СН4, Иг и паров бензина) используют тепловой эффект реакции сгорания этих веществ. Анализ основан на пропорциональной зависимости между количеством тепла, выделяемым при сгорании, и концентрацией горючего компонента. Осуществляя сжигание при различных температурах, можно проводить раздельный анализ на СО + Н2 и СН4. [c.191]

Зависимость теплового эффекта и изменения свободной энергии реакций от температуры показана на рис. 2. Расход тепла на дегидрирование пропана, бутана и пентана до олефина составляет примерно 30 ккал1моль, для этана — 33 ккал/моль и иетаяя — 48 ккал/моль. Тепловые эффекты сравнительно мало изменяются с повышением температуры, и для углеводородов этан — пентан наблюдаются сравнительно небольшие максимумы в пределах температур от 900 до 1100° К. Изменения свободной энергии с повышением температуры существенно уменьшаются и выражаются параллельными линиями с пересечением нулевого значения при температурах 1580, 1060, 920 и 950° К. В табл. 2 приведены эмпирические формулы зависимости теплового эффекта и изменения свободной энергии от температуры. Наибольшее [c.169]

После кинетического расчета можно провести тепловой расчет аппарата. Прежде всего рассчитывают тепловой эффект реакции и зависимость его от температуры. Если степень реагирования твердого и температура известны для каждой секции, то определяют посекционно количество тепла, которое необходимо отвести или подвести. Для этого составляют тепловой баланс каждой секции, находят количество тепла, вносимого и выносимого газообразными и твердыми веществами. Рассчитав коэффициент теплоотдачи от кипящего слоя к стенке реактора, определяют поверхность теплопередачи, необходимую для поддержания постоянной температуры в слое. Если величина поверхности не совпадает со значением, найденным расчетом по производительности, то по разности двух значений поверхности находят поверхность теплообменников, которые необходимо поместить в кипящий слой. Если теплообменники установить невозможно (например, в реакторах с перемешиваемым кипя- [c.309]

Для уравнения диффузии, входящего в систему уравнений, описывающих процесс горения, на плазменной модели не будет аналога. Для сохранения общности процессов и возможности приближенного моделирования следует обеспечить такой характер зависимости локального тока от сопротивления, который имитировал бы в конечном счете эффект выгорания горючей смеси. Иначе говоря, следует обеспечить температурную зависимость джоулева тепла, выделяющегося в плазме, аналогичную зависимости скорости тепловыделения при реакции от температуры. [c.175]

До сих пор при определении условий проведения процессов в реакторах влияние температуры не учитывалось, т. е. исследовались процессы в изотермических условиях при Т = onst. Между тем в большинстве случаев температура в процессе изменяется и оказывает существенное влияние на кинетику, статику и селективность химических процессов. Поэтому в большинстве практических случаев в реакторе создают определенный температурный режим, обеспечивающий наиболее высокую эффективность процес са. В зависимости от теплового эффекта протекающих реакций, а также от оптимального температурного режима, который необходимо поддерживать в реакторе, от реакционной смеси либо отводят тепло, либо к ней подводят тепло, или же температурный режим в реакторе сохраняют таким, каким он самопроизвольно устанавливается в соответствии с тепловым эффектом реакции. [c.140]

На рис. 2 представлены результаты, расчетов теплового эффекта и зависимости изменения свободной энергии от температуры реакций конверсии алканов двуокисью углерода до алкинов. Эндотермический тепловой эффект реакций углеводородов С3—С5 составляет около 89 ккал моль, а для получения С2Н2 расходуется тепла на 5 ккал моль больше. [c.186]

В теплообменных конструкциях реакторов отвод или подвод тепла производится в количествах, не равных и обычно не пропорциональных тепловому эффекту реакции, в результате чего в них наблюдаются известные колебания температур. Практические примеры температурных кривых приводятся на фиг. 34. В отличие от адиабатических условий, а также политропических многоступенчатых схем в системах с непрерывным теплообменом имеется двоякая неравномерность температур, а именно как в ранее рассмотренных схемах, по пути следования реагирующих смесей и, кроме этого, по поперечному сечению аппаратов в направлении от оси потока к стенкам теплообменных поверхностей. Численные значения радиальных перепадов температур находятся в прямой зависимости от толщины слоя ката-лизатооа между поверхностями теплообмена, общих условий теплопередачи и величин выделений или поглощений тепла в единице [c.120]

Сама по себе идея термометрического метода чрезвычайно проста. Для ее практического осуществления в реакционный сосуд с двумя стенками (типа сосуда Дюара) помещают анализируемую жидкость (либо раствор анализируемого продукта в подходящем растворителе), отмечают начальную температуру и быстро вносят избыток реактива. После полного окончания реакции отмечают максимальное изменение температуры раствора. По другому варианту в реакционный сосуд вначале вносят избыток реактива, затем анализируемую пробу. Оба варианта не имеют принципиальных различий. По величине температурного скачка в идеальном случае можно рассчитать количество прореагировавшей воды, используя табличные значения тепловых эффектов реакций, объема и концентрации компонентов и других показателей. Однако этот вариант практически не используют уже по той причине, что зависимость между градиентом температуры и содержанием воды не является в общем случае прямо пропорциональной, а носит более слоншый характер в ходе основной реакции возможно дополнительное выделение (поглощение) тепла при смешении пробы и реактива вследствие протекания неконтролируемых побочных реакций с примесями и т. д. Кроме того, несмотря на все предостороншости, всегда происходит частичный теплообмен с окружающей средой, который трудно учесть при математических расчетах. [c.82]

Из приведенных в табл. 50 данных видно, что диспропорцио нирование нафтенов протекает с небольшими тепловыми эффектами, причем в зависимости от строения диалкилзамещенног и температуры возможно как поглощение, так и выделение тепла. Конверсия сырья в простых реакциях не превышает 40%. [c.223]

Для смещения реакции вправо следует обеспечить подвод тепла в течение всего процесса разложения СаСОз. Зависимость теплового эффекта реакции (или изменения энтальпии системы АЯ) от температуры согласно закону Кирхгоффа выражается уравнением [c.63]

Калориметрические измерения. Для измерения тепловых эффектов, сопровождающих химические реакции, пользуются калориметрами. В наиболее распространенном типе калориметра реакция протекает в камере, которая помещена в изолированный сосуд, заполненный известным количеством воды. Повышение температуры воды измеряется чувствительным термометром. Произведение приращения температуры на общую теплоемкость воды и калориметра равно количеству выделенного тепла. Теплоемкость воды, окружающей реакционную камеру, получают умножением массы воды на ее удельную теплоемкость. Теплоемкость калориметра определяют или путем проведения в нем реакции с известным тепловым эффектом, или путем введения известного количества тепла при помощи электрического нагревателя. Чтобы определить изменение температуры в калориметре, строят график зависимости температуры от времени до и после реакции, а затем экстраполируют обе линии ко времени реакции. Разность между экстраполированными значениями конечной и начальной температур и есть то повышение температуры, которое произошло бы, если бы не было потерь тепла калориметром за время наблюдения. В адиабатической калориметрии поправка на охлаждение становится излиш- [c.74]

Кинетические зависимости концентраций продуктов пиролиза для рассмотренных углеводородных смесей и углеводородов подобны. Однако в случае пиролиза газоконденсата (рис. 5.4) и бензина максимальные значения концентраций этилена и ацетилена смещены в сторону меньших времен и реализуются соответственно при 10 и 10 —10 сек (при пиролизе метана — 10 —10 и 10 —10 сек). Это связано со значительно меньшим тепловым эффектом реакции по сравнению с соответствующей величиной образования ацетилена из метана (при тех же Т , Метан расходуется практически полностью за 10" сек (пиролиз газоконденсата). Температура струи в течение до 10" сек уменьшается, что связано с эндотермическими реакциями разложения СН и С2Н4, а затем после прохождения минимального значения начинает повышаться, что связано с выделением тепла в процессе образования углерода из С Нз. Поэтому через сек следует начинать принудительную закалку со скоростью 5-10 град сек. Изменением начальных условий и времени начала закалки можно варьировать отношение СзНо в продуктах (от 1 1 до 1 0,15 при пиролизе газоконденсата). [c.235]