Лимитирующая определяющая стадия реакций

Суммарная скорость процесса определяется скоростью перечисленных элементарных стадий и зависит от скорости самой медленной стадии, тормозится ею и лимитируется. Если химическая реакция идет медленно, [c.89]

Если свойства поверхностного слоя не изменяются во времени, то протекающий через электрод ток определяется только скоростью самого электродного процесса и размерами электрода. В этом случае плотность тока является мерой скорости электрохимической реакции. Если скорость наиболее замедленной стадии электрохимической реакции определяется стадией массопереноса, то поляризация называется концентрационной. Поляризация электрода, обусловленная медленной химической реакцией (в результате разряда или ионизации), называется химической поляризацией. Если скорость электролиза лимитируется процессами образования новой фазы, как, например, при катодном выделении металлов, то возникающая поляризация называется фазовой. Зависимость скорости процесса от потенциала поляризации, т. е. /=[(АЕ), графически выражается поляризационной кривой. Она может состоять из нескольких ветвей (рис. 191), причем участки кривой (сс1, е1 и т. п.) отвечают возникновению нового электрохимического процесса. [c.458]

При исследовании гидрогенолиза ряда насыщенных углеводородов на напыленных пленках металлов (Р1, КЬ, N1, У) оказалось [16], что природа металла определяет лимитирующую стадию реакции и главное направление реакции. Так, в присутствии N1 основным направлением процесса является образование метана, на КЬ кроме того идет интенсивная фрагментация скелета исходного углеводорода, на подобная фрагментация проходит в незначительной степени. На N1, КН и Ш скорость гидрогенолиза лимитируется десорбцией [c.90]

ROO будет уходить в распад по реакции 3, а акты разветвления по реакции 2 будут становиться все более редкими. Вызывается это тем, что конкуренция между реакциями 3 п 2 представляет собой конкуренцию между моно- и бимолекулярными реакциями, из которых первая обладает большей энергией активации, чем вторая. К этому присоединяется еще и то, что при этих температурах скорость реакции окисления определяется не реакцией 3, а реакцией образования радикала ROO, так как последняя характеризуется малым стерическим фактором, хотя и имеет малую энергию активации. В результате же того, что лимитирующей стадией процесса становится реакция 1, гибель активных центров будет теперь в основном определяться гибелью радикалов R. Таким образом, с ростом температуры, с одной стороны, вследствие конкуренции между реакциями 2 и 3 уменьщается вероятность разветвления, а с другой стороны, уменьшается [c.348]

Диффузия молекул к поверхности и от поверхности твердого катализатора обычно происходит быстро в газах и медленно в жидкостях. Поэтому для последних суммарная скорость реакции сильно зависит от размеров пор и доступности катализатора. При этом может оказаться, что реакция лимитируется диффузией (т. е. стадиями 1 и 5). Для газов этот случай является редким. На время ограничимся рассмотрением таких каталитических процессов, скорости которых определяются стадиями 2, 3 и 4. Предложены две модели строения сорбированного слоя реагентов па поверхности. Одна из них исходит из того, что сорбированный слой слабо связан с поверхностью и относительно свободно может мигрировать с одного места поверхности к другому. В предельном случае подвижный слои может быть представлен как двухмерный газ, сорбированный на поверхности. Наряду с этой моделью существует и модель сильной связи поверхностного слоя согласно такой модели, можно считать, что каждая сорбированная молекула образует химическую связь с некоторым атомом на поверхности катализатора. В таком локализованном слое миграция реагирующих веществ может медленно проходить либо за счет диффузии на иоверхности, либо за счет испарения и повторной адсорбции. Эти относительно медленные процессы могут лимитировать скорость реакции. [c.536]

Относительная сила металлических и кислотных центров определяет лимитирующую стадию реакции. [c.17]

Предпосылками использования соотношения (2.1) как основы для расчетов активности катализаторов являются следующие а) для одной и той же реакции, протекающей на ряде катализаторов, относящихся к одному и тому же классу соединений (оксидам, металлам и т. п.), либо на одном и том же катализаторе, но с рядом гомологических соединений, энтропия, активации практически не изменяется б) для реакции на поверхности катализатора можно принять PAV = An RT, где Ап — изменение числа молекул при образовании активированного комплекса из реагентов в) теплота активации связана линейными соотношениями с теплотами лимитирующих стадий реакции, поскольку те и другие определяются энергиями разрываемых и образующихся связей. [c.64]

Коэффициент диффузии. Гетерогенную реакцию можно разбить на несколько стадий 1) подход вещества к поверхности, 2) адсорбция, 3) реакция, 4) удаление продуктов. Любая из этих стадий может определять скорость реакции. Если лимитирующими является первая и четвертая стадии процесса, то скорость этого процесса зависит от диффузии поэтому кинетические процессы такого типа называются диффузионными процессами. Большое значение имеют диффузионные явления в таких процессах, как испарение жидкостей на воздухе или в среде других газов, растворение вещества в разных растворителях и т. п. Скорость этих процессов определяется скоростью диффузии. [c.422]

Так как восстановление тиосульфата сероводородом является лимитирующей стадией реакции Клауса в водных растворах, эта стадия в целом определяет скорость лроцесса. Исследование кинетики восстановления тиосульфата аммония показало [82], что в интервале рН=4,0...7,0 в аммоний-ацетатном буфере при 40,..80 С скорость реакции увеличивается до определенного предела с ростом концентрации катализатора ИК-27-1 до 3 10 М (8 мг/л 51). Меньше этой величины наблюдается первый порядок, выше - нулевой по концентрации катализатора. [c.200]

Влияние природы металла на перенапряжение представляет собой сложный вопрос, не всегда решающийся теорией замедленного разряда. Иногда целесообразно рассматривать в качестве лимитирующих другие стадии процесса выделения водорода. В настоящее время предполагается, что для Hg, Т1, РЬ, Zn, Sn, d и др. перенапряжение определяется медленно протекающей стадией разряда. Удаление адсорбированного водорода происходит за счет быстрой стадии электрохимической десорбции. На металлах группы платины и, возможно, железа наиболее медленной стадией является стадия рекомбинации атомов и молекулу. При этом перенапряжение соответствует перенапряжению реакции и описывается уравнением (185.1). [c.513]

Реакция (1) образования катиона [R —СОН—О—протекает с высокими скоростями, практически мгновенно устанавливается квазиравновесное состояние. Стадия (2) лимитирует процесс. Скорость реакции будет определяться скоростью стадии (2) [c.624]

Рис. 107. Изменение концентраций исходного вещества (Л), промежуточного (В) и продукта (С) после- нечного продукта С со временем опреде-довательных реакций ляется только скоростью расходования промежуточного продукта В. Вначале с ростом общей концентрации В скорость накопления С увеличивается. В момент времени соответствующий максимальной концентрации В, скорость накопления С максимальна и далее надает, поскольку концентрация В уменьшается. Таким образом, общее изменение концентрации конечного продукта С со временем отражается нарастающей кривой с точкой перегиба, соответству1пщей максимальному количеству промежуточного продукта. Обычно различные стадии серии последовательных реакций протекают с различными скоростями, поэтому общая скорость этого сложного взаимодействия определяется стадией, протекающей с наименьшей скоростью. Эта стадия реакции называется лимитирующей.

В случае сложной реакции, протекающей через ряд последовательных стадий, обычно можно выделить одну стадию, называемую лимитирующей, которая в наибольшей степени определяет скорость реакции. Определение факторов, влияющих на каждую стадию, и степени этого влияния является важной задачей. Только после ее решения удается получить ясную картину зависимости скорости реакции от указанных параметров. Более того, только имея эту информацию, можно уверенно использовать данные по кинетике, полученные в лаборатории, для предсказания результатов протекания процесса в промышленных аппаратах. [c.23]

Химическая реакция как лимитирующая стадия процесса. На рис. ХП-7 показана кривая градиента концентрации вещества А внутри зерна твердого материала для случая, когда скорость процесса целиком определяется химической реакцией. Поскольку по условию течение реакции не зависит от наличия какого бы то ни было слоя золы , количество реагирующего вещества пропорционально активной поверхности невзаимодействующего ядра. Отсюда скорость реакции, которая соответствует схемам (XII,1)—(XII,3), отнесенная к единице поверхности ядра частицы, характеризуется соотношением [c.338]

Для решения теоретических и практических задач весьма важно определить лимитирующую стадию реакции. Использование с этой целью ароматических углеводородов, содержащих вместо атомов водорода дейтерий или тритий, позволяет в несколько раз снизить скорость 2 второй стадии реакции, т. е. отрыва Н+. Подобный кинетический изотопный эффект объясняется большей энергией связи С—D и С—Т по - сравнению со [c.44]

Общая скорость процесса зависит от скоростей его отдельных стадий и определяется наиболее медленной (лимитирующей) стадией. Если наиболее медленной является стадия подвода исходных веществ в зону реакции или отвода продуктов, и она лимитирует общую скорость процесса, считается, что процесс протекает в диффузионной области. Если общую скорость процесса лимитируют скорости химических реакций или одной из них, считают, что процесс протекает в кинетической области. Если скорости всех стадий соизмеримы, то процесс протекает в переходной области. [c.73]

Скорость полной реакции не должна быть выше скорости ее самой медленной стадии. Если одна из стадий реакции протекает намного медленнее других, то она и определяет скорость полной реакции самая медленная стадия называется лимитирующей или скоростьопределяющей стадией. Здесь мы сталкиваемся с ситуацией, напоминающей движение потока автомобилей через туннель. Скорость всего потока в этом случае определяется главным образом скоростью движения самых тихоходных автомобилей. [c.22]

Уравнение (4.40) было выведено с учетом уравнения Нернста (4.7), которое применимо, если не нарушено равновесие стадии разряда — ионизации. Поэтому для доказательства диффузионной природы тока важным критерием является вытекающая из уравнения (4.40) линейная зависимость Е от 1п((/й — /)//] с тангенсом угла наклона ЯТ/пЕ. По тангенсу угла наклона можно определить число участвующих в реакции электронов п. Для электродных процессов, скорость которых лимитируется диффузионной стадией, потенциал полуволны не зависит от концентрации электрохимически активного вещества, и получается одна и та же величина Е / анодного и [c.229]

В настоящем задании предлагается по зависимости скорости образования кислорода от концентраций катализатора и пероксида водорода показать приемлемость той или иной модели механизма, сделать вывод о лимитирующей стадии процесса и определить порядок реакции в целом. [c.148]

Трехмолекулярные реакции редки, а реакции более высоких порядков не известны. Реакции повышенной молекулярности часто протекают через ряд стадий. Если скорости отдельных стадий реакции разные, то общая скорость определяется самой медленной лимитирующей стадией. [c.171]

Если набор спектров, соответствующий промежуточному обмену, получается при изменении pH раствора или концентраций компонентов—это означает, что в системе протекает несколько реакций, идущих с различной скоростью. В удачных случаях можно рассчитать константы скорости всех реакций, найти лимитирую щую стадию, определить механизм реакций. [c.321]

Следовательно, величины Р и Q" определяют собой высоту энергетического барьера реакции, ее энергию активации, в зависимости от того, какая из них будет иметь более низкое или более отрицательное значение. Если С меньше, чем Q", то реакция будет лимитироваться стадией образования мультиплетного комплекса, адсорбционной стадией процесса и мультиплетный комплекс будет чаще распадаться на исходные вещества, чем на продукты реакции. Если же Q" будет меньше, чем Q, то лимитирующей стадией реакции станет процесс разложения мультиплетного комплекса, реакционная стадия процесса. [c.84]

Одной из электронных характеристик полупроводника служит положение уровня Ферми. Для реакций, лимитирующихся донорной стадией, константа скорости реакции определится уравнением [c.166]

Нельзя руководствоваться стехиометрическими коэффициентами в формальном уравнении химической реакции, которое, как правило, выражает лишь суммарное количественное соотношение исходных веществ и продуктов, необходимое для составления материального баланса процесса. Следует вскрывать истинный механизм процесса, находить наиболее медленные лимитирующие стадии его и определять порядок реакции, по которому и должны быть записаны показатели степеней в уравнениях типа (11.2) и [c.44]

Приведите общую схему механизма взаимодействия бензола с электрофильным реагентом Назовите промежуточные комплексы. Какая стадия обычно определяет скорость реакции Приведите график изменения потенциальной энергии рассматриваемой реакции и качественно охарактеризуйте степень ионности (малая, большая) переходного состояния лимитирующей стадии. [c.121]

Весь каталитический процесс, осуществляемый на твердом катализаторе, можно разбить на пять последовательно протекающих стадий 1) диффузия молекул реагирующих веществ к поверхности катализатора 2) адсорбция молекул реагирующих веществ на катализаторе 3) химическая реакция 4) десорбция молекул продуктов реакции 5) диффузия молекул продуктов реакции с поверхности катализатора в жидкую или газовую фазу. Первая и последняя стадии называются диффузионными, остальные кинетическими. Все эти стадии могут идти с различными скоростями и скорость всего каталитического процесса лимитируется (определяется) его наиболее медленной стадией. При низких температурах диффузионные стадии не влияют на скорость катализа, так как они обычно идут быстрее кинетических процессов. Кинетические стадии (адсорбция, химическая реакция, десорбция) характеризуются невысокими значениями энергии активации и, следовательно, также идут с большой скоростью. С повышением температуры скорость диффузии растет медленнее, чем скорость химической реакции, и при высоких температурах диффузионные стадии лимитируют скорость гетерогенного катализа. [c.109]

Накопление конечного продукта С определяется общей концентрацией В, которая сложным образом меняется со временем. Поскольку обычно различные стадии серии последовательных реакций протекают с различными скоростями, общая скорость этого сложного процесса (скорость превращения А в С) определяется стадией, протекающей с наименьшей скоростью. Эта стадия процесса называется контролирующей или лимитирующей. [c.132]

Изучением скоростей протекания химических реакций и их механизмами занимается химическая кинетика. Все химические реакции имеют сложный механизм. Под механизмом реакции понимают последовательность протекания промежуточных стадий реакции, в результате которой происходит образование конечных веществ. Уравнение реакции практически никогда не отражает её механизм, а скорость протекания реакции в этом случае определяется скоростью наиболее медленной стадии, называемой лимитирующей стадией. [c.35]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

Лимитирующая стадия—химическая реакция (рис. 80, в). Для реакции первого порядка по газообразному веществу А, концентрация которого определяет скорость реакции. [c.176]

Обусловленное изотопным эффектом различие констант скорости реакции изотопных молекул, очевидно, может сказаться на спорости суммарной реакции лишь в том случае, когда стадия, в которой образуется или разрывается связь с данным изотопом, является лимитирующей стадией реакции, т. е. стадией, скорость которой определяет суммарную скорость реакции. Так, для мономолекулярных реакций при высоких давлениях естественно предположить, что изотопный эффект должен быть особенно сильньш в случае распада активной молекулы, связанного с разрывом одних и образованием новых связей. [c.22]

Изучение механизма реакции можно начать с измерения скоростей реакций смесей различного состава при разных температурах в дифференциальном реакторе, позволяющем контролировать тепло- и массоперенос. Полезны также изотопные метки и кинетические изотопные эксперименты. Такое исследование может дать достаточно ясное представление о важнейших стадиях реакции, например может позволить определить лимитирующую стадию. Информация о лимитирующей стадии может быть полезной при попытках повысить активность селективного, но относительно мало активного катализатора. Однако глубокое понимание механизма гетерогенных каталитических реакций достигается очень редко. Но благодаря успехам последних лет в приборостроении сегодня имеется больше оснований надеяться на достижение этой цели, чем 10 лет назад. Некоторые детали механизма можно понять, если сочетать тщательные кинетические исследования с подробным описанием катализатора методами хемосорбции, температурно-программированноп десорбции (ТПД), спектроскопических исследований поверхностного слоя, которые позволяют судить и о состоянии поверхно-стп катализатора, и о промежуточных соединениях, образующихся на ней в ходе данной реакции. [c.12]

Желательны исследования хемосорбции реагирующих веществ и образующихся продуктов. В некоторых случаях это возможно. Если лимитирующей стадией реакции является химическое превращение на поверхности катализатора, то измерения хемосорбцин реагентов позволяют надежно определить число активных центров. Однако, если лимитирующей стадией служит сама хемосорбция (а это бывает часто), существенную информацию из ее измерения не всегда удается получить. В таких случаях для исследования активных центров могут быть полезны измерения хемосорбции других молекул, также позволяющие в конечном счете найти число активных центров. [c.13]

Соединения АОД, ДОД, АОФ и ДИ практически не влияют на параметры катодной реакции и, следовательно, на механизм выделения водорода. При введении в коррозионную среду соединений 01, 02, МД и КБ величины кинетических параметров близки к расчетным значениям, 1юлученным по теории замедленного разряда. По-видимому, в данном случае лимитирующей является стадия разряда. Поскольку кинетика коррозии металла в кислых сероводородсодержащих средах определяется реакцией катодного выделения водорода, соединения 01. 02, МД и КБ, эффективно препятствуя этому процессу, значительно снижают скорость общей коррозии. [c.184]

Реакция гидролиза амида глутаровой кислоты, катализи руемого (о-амидазой, проходит по трехстадийному механизму [8]. Исходя из данных табл. 12, определить, какая из двух стадий — ацилирование или деацилирование — лимитирует скорость ферментативной реакции, если кинетика гидролиза глутарамата регистри ровалась по выделению аммиака (продукт Р1 на схеме 7.12). [c.152]

Использование вращающегося дискового электрода для изучения электрсхимическоЯ кинетики. Сопоставляя экспериментальные данные по кинетическим закономерностям электрохимических реакций с зависимостью и i,J от различных параметров (см. уравнения (4.61) и (4.62)1, можно установить природу лимитирующей стадии реакции. Действительно, если наиболее медленной стадией процесса является диффузия, то зависимость тока, измеренного на вращающемся дисковом электроде, от Уш должна быть прямолинейной и проходить через начало координат. Если скорость процесса определяется медленностью стадии разряда—ионизации, то ток не зависит от скорости вращения. В условиях смешанной кинетики наблюдается нелинейная зависимость тока от потенциала (рис. 4.22). В таких системах можно определить порядок реакции р. Действительно, измеряемый ток I = кс , а ток, определяемый стадией переноса электрона, = кс . В условиях станционарной диффузии с, = с,,(1 — / ,1) и тогда [c.247]

Величина а определяется по наклону тафелевских Igt, Е-згви-симостей или исправленных тафелевских зависимостей (ИТЗ) в координатах (Ig i + 2o/ W2,3/ r), — Е—tjjo). На рис. 5.3 приведены ИТЗ восстановления 10 н. КгЗгОв в растворе 5-10 2 и. NaF при различных постоянных степенях заполнения поверхности ртутного капельного электрода н-пропиловым спиртом. В области 0 от 0,2 до 0,8 ИТЗ имеют постоянный наклон, соответствующий значению а = 0,23 0,02. Такое же значение а получается и в отсутствие ПАОВ. Следовательно, до 0 = 0,8 механизм разряда персульфат-аниона на ртутном электроде не изменяется и лимитирующей остается стадия разряда. При 0>О,8 величина а уменьшается, что указывает на изменение механизма электрохимической реакции. Аналогичные данные были получены при изучении влияния н-бутилового, н-амилового и н-гексилового спиртов на реакцию электровосстановления катионов на ртутном электроде. [c.167]

Скорость реакции в целом определяется скоростью самой медленной, лимитирующей стадин последовательных реакций. Если предположить, что первая стадия лимитирующая, то реакция будет проходить как реакция второго порядка по пероксиду водорода и первого —по дихромату калия. Если же предположить, что вторая стадия является лимитирующей, то реакция процесса будет первого порядка. [c.147]

Это исследование показывает, как соотношение относительных ск отей различных стадий реакции определяет природу продукта. При тализе основанием беизальдегид реагирует с бутаноном-2 по метил группе, в условиях кислотного катализа реакционным центром ст. вится метиленовая группа. Условия реакции не по.зволяют выде промежуточно образующиеся 1№толы, так как лимитирующей скор( является стадия присоединения, однако эти соединения получены и путем. Их свойства иллюстрируют следующие уравнения [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология