Диффузия и взаимодействие компонентов

Для ускорения гетерогенных процессов, идущих в диффузионной области, применяют усиленное перемешивание фаз для замены молекулярной диффузии конвективной, что снижает диффузионные сопротивления, препятствующие взаимодействию компонентов (см. ч. I, гл. II). Возможность применения тех или иных способов интенсификации определяется их экономической эффективностью, в частности сложностью аппаратурного оформления. Одновременно с внедрением новых технологических схем и процессов непрерывно улучшается и их аппаратурное оформление. Новые, более совершенные аппараты обеспечивают непрерывный процесс по всей технологической цепочке при комплексной переработке сырья. Современные заводы органического синтеза представляют собой соединение различных технологических цехов, не только вырабатывающих определенный (основной) продукт, но и включающих установки, тщательно улавливающие и перерабатывающие большинство побочных продуктов, бывших ранее отходами. [c.164]

Повышение температуры ускоряет химические реакции и диффузию взаимодействующих компонентов, поэтому во многих процессах стремятся повысить температуру однако ее повышение ограничивается рядом условий, а в процессах абсорбции, адсорбции, конденсации и кристаллизации, наоборот, необходимо возможно большее понижение температуры. Высокотемпературные процессы, протекающие при температурах в несколько сотен или даже тысяч градусов, составляют относительно меньшую часть процессов в химической технологии, однако в производстве многих продуктов химической промышленности они имеют решающее значение. [c.81]

Межфазная граница в нефтяных системах может быть двух типов непроницаемой по отношению к ряду растворителей (кристаллиты карбенов и карбоидов) и частично проницаемой (ассоциаты). В первом случае на межфазной границе образуется адсорбционный слой, непосредственно примыкающий к кристаллиту, и граничный (поверхностный) слой, включающий в себя адсорбционный, свойства которого в результате влияния поля поверхностных сил отличаются от объемного слоя. При рассмотрении нефтяных смесей с дисперсной фазой в виде ассоциатов следует, по-видимому, считать, что сольватный слой на границе раздела фаз возникает как результат адсорбционного взаимодействия и локальной диффузии ее компонентов, что обусловлено их различной склонностью к межмолекулярным взаимодействиям. [c.32]

В процессе каталитической полимеризации углеводородов между исходными компонентами, катализатором и конечными продуктами протекает весьма сложное по своему характеру взаимодействие. Наряду с реакцией непосредственного синтеза в реакционном объеме происходит адсорбция компонентов на активной поверхности катализатора, диффузия реагирующих компонентов и их перемешивание в объеме реакционной зоны и т. д. [c.39]

Лимитирующей стадией процесса образования сульфоалюмината кальция является как непосредственное химическое взаимодействие компонентов смеси твердых веществ, так и диффузия ионов в зону реакции. [c.247]

Причина набухания заключается в различии свойств двух компонентов — ВМС и НМС (низкомолекулярного соединения, т. е. растворителя). Сильное взаимодействие компонентов всегда приводит к постепенному их смешению и размыванию границы раздела фаз. Скорость этого процесса определяется подвижностью молекул, коэффициентом их диффузии. Специфика набухания заключается в том, что взаимодействуют и смешиваются молекулы, различающиеся между собой на много порядков по размерам и подвижности. Поэтому переход макромолекул в фазу растворителя происходит очень медленно, тогда как молекулы НМС быстро проникают в сетку полимера, раздвигая цепи и увеличивая его объем. [c.329]

Взаимодействие фаз при ректификации представляет собой диффузию легколетучего компонента (л.л.к.) из жидкости в пар и труднолетучего компонента (т.л.к.) из пара в жидкость. Способ контактирования потоков может быть ступенчатый (в тарельчатых колоннах) или непрерывный (в насадочных колоннах). [c.281]

Вместе с тем следует отметить, что полного испарения ингибитора из бумаги не происходит, что может быть объяснено замыканием ингибитора в микропорах целлюлозных волокон, происходящим в период сушки антикоррозионной бумаги и затрудняющим его последующую диффузию за пределы упаковки химическим взаимодействием компонентов волокна с ингибитором и необратимой сорбцией его на внутренней поверхности целлюлозных волокон, а для НДА, ХЦА и прочих водонерастворимых ингибиторов и закупоркой в пленке связующего. Даже продувка антикоррозионной бумаги горячим воздухом с температурой выше температуры кипения ингибитора не приводит к его полному удалению. На рис. 34 представлены данные по скорости испарения этилендиамина из бумаги-основы при продувке ее воздухом с температурой 130° С (/ — обработка бумаги-основы 60%-ным раствором этилендиамина 2 — 40% 3 — 30% 4 — 25% 6 — 18% 7 - 12% 8 — 10%). [c.165]

Вполне точно установлено, что хотя каталитическое гидрирование может протекать по многочисленным различным механизмам, при всех реакциях, вероятно, имеются следующие стадии 1) диффузия реагирующих компонентов-из основного ядра фазы к поверхности катализатора через конденсированную на поверхности или внутри пор пленку 2) адсорбция реагирующих компонентов на активных центрах поверхности катализатора 3) собственно реакция, т. е. взаимодействие адсорбированных молекул с образованием целевых продуктов 3) десорбция продуктов реакции 5) диффузия продуктов реакции через поверхностную пленку и из пор катализатора в основное ядро фазы. Реагирующие формы адсорбируются и образуют на поверхности активированные комплексы, которые в результате еще не выясненного механизма диссоциируют, вновь соединяются и рекомбинируются с образованием новых комплексов, обладающих меньшей энергией. Последние затем десорбируются с поверхности. Изучение многочисленных реакций в паровой фазе приводит к общему выводу, что суммарная скорость подобных реакций в больишнстве случаев определяется стадией химического взаимодействия адсорбированных молекул на поверхности катализатора, а не скоростями диффузии, адсорбции исходных соединений или десорбции продуктов реакции. [c.146]

В. Перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие замены молекулярной диффузии конвективной, т. е. снижения диффузионных сопротивлений, препятствующих взаимодействию компонентов. Следовательно, усиление перемешивания взаимодействующих веществ целесообразно применять для процессов, идущих в диффузионной области до тех пор, пока общая константа скорости процесса к [см. формулы (П.63) — (П.65)] не перестанет зависеть от коэффициентов переноса О, т. е. вплоть до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую, где к выражается формулой (П.64). Дальнейшее усиление перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.74]

При отсутствии надежных сведений о коэффициентах диффузии конкретных ингредиентов можно использовать формулы (1.37,1.38) для двухкомпонентных сред, помня при этом, что рассчитанные по ним значения для многокомпонентных систем носят ориентировочный характер ввиду пренебрежения взаимодействием компонентов между собой и других упрощений [c.307]

Более же сложный характер имеет явление, известное как старение адсорбционных слоев, характерное для растворов мылоподобных ПАВ. Старение, сопровождающееся медленным понижением поверхностного натяжения, продолжается десятки, а иногда и сотни часов. Оно проявляется наиболее резко в очень разбавленных растворах и совершенно исчезает при концентрациях выше ККМ. Конкретный механизм этого явления до конца не выяснен. Одно из возможных объяснений заключается в том, что в старении могут играть роль следы примеси (третий компонент), которая по способности к диффузии и поверхностной активности существенно отличается от основного ПАВ. При этом конкурирующая адсорбция примеси и молекулярное взаимодействие компонентов смешанного адсорбционного слоя задерживают установление окончательного равновесия в системе. [c.108]

Таким образом, исходные уравнения многокомпонентной массопередачи, представленные в матричной форме (3.21), имеют следующие преимущества по сравнению с более сложными зависимостями, которые можно получить при непосредственном решении системы уравнений многокомпонентной диффузии и гидродинамики во-первых, они сохраняют общую форму записи всех расчетных уравнений массопередачи в бинарных и многокомпонентных смесях, позволяя при этом учитывать эффекты взаимодействия компонентов смеси и обоснованно рассчитывать различные виды массопередачи — обычную, реверсивную, осмотическую, с диффузионным барьером, и, во-вторых, полученные уравнения дают возможность учитывать влияние гидродинамики процесса, на основе накопленного опыта изучения кинетики массопередачи в бинарных смесях. [c.72]

На основе данных, приведенных в табл. 5.5, отметим, что осо- бенности массопередачи в смеси гексан — бензол — гептан будут характеризоваться в основном эффектами термодинамического взаимодействия компонентов, так как относительные летучести компонентов этой смеси различаются больше, чем бинарные коэффициенты диффузии, в то время как для двух других смесей в одинаковой мере и весьма заметно должны проявляться эффекты кинетического и термодинамического взаимодействия компонентов. [c.263]

Одним из основных способов увеличения скорости химического процесса является перемешивание реагентов. Причем перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие перехода от молекулярной диффузии к конвективной. При этом снижается диффузионное сопротивление, препятствующее взаимодействию компонентов. Наиболее целесообразно увеличивать степень перемешивания взаимодействующих веществ при осуществлении процессов, протекающих в диффузионной области. При этом увеличивать степень перемешивания можно до тех пор, пока общая константа скорости процесса не перестанет зависеть от коэффициентов переноса В, т. е. до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую. Дальнейшее увеличение перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.141]

В. Перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие замены молекулярной диффузии конвективной, т. е. снижения диффузионных сопротивлений, препятствующих взаимодействию компонентов. Следовательно, усиление перемешивания взаимодействующих веществ целесообразно применять для процессов, идущих в диффузионной области до тех пор, пока общая константа скорости процесса к [см. формулы (IV,48) — (IV,50)] не перестанет зависеть от коэффициентов переноса О, т. е. вплоть до перехода процесса из диффу- [c.103]

Для ускорения гетерогенных процессов, идущих в диффузионной области, применяют усиленное перемешивание фаз для замены молекулярной диффузии конвективной, что снижает диффузионные сопротивления, препятствующие взаимодействию компонентов (см. главу IV). [c.501]

Величины /С и б можно варьировать путем подбор полярографического фона. При- этом К меняется из-за( изменения обратимости электрохимической реакции сопутствующего ЭАВ, чисел п и коэффициентов диффузии , а б — из-за различий во взаимодействии компонентов-фона с определяемым и сопутствующим ЭАВ (образование комплексов разного состава, образование комплексов лишь одним из ЭАВ и т. п.). [c.115]

КИ охлаждения, отвечающие температурам плавления легкоплавкого компонента или минимума на ликвидусе и солидусе. Тогда неограниченную растворимость компонентов нетрудно принять за образование эвтектической смеси компонентов. Именно такие случаи наблюдались в системах 51—Се и 5Ь—В1. В этих системах у компонентов слабо выражен металлический характер, которому обычно сопутствуют хорошие диффузионные характеристики. Кремний и германий кристаллизуются в решетке алмаза, сурьма и висмут — в ромбоэдрической решетке. В решетках обеих систем ярко проявляется ковалентная связь, так же как и в решетках их твердых растворов. Диффузия в подобных твердых растворах очень затруднена. Как следствие, на кривых охлаждения наблюдаются температурные остановки, отвечающие кристаллизации германия и висмута, что затрудняет определение характера взаимодействия компонентов и положения линии солидуса. [c.42]

Взаимодействие фаз прп ректификации представляет собой диффузию низкокипящего компонента из жидкости в пар и высококипящего компонента из пара в жидкость, обусловленную разностью концентраций компонентов в массообменивающихся потоках паров и жидкости. Основным условием эффективного обмена веществом менлду фазами является их как можно более интенсивный контакт. [c.121]

Поправка на взаимодействие различных ионов, отличающихся коэффициентами диффузии, сделана на основе метода, подобного использованному Виноградом и Мак Бэйном Значения найдены для нескольких величин концентраций и коэффициентов диффузии различных компонентов. Полученные результаты значительно отличаются от основанных на предположении, что реагент и продукт не ионизированы. [c.73]

Скорость реакций гидрирования зависит не только от условий процесса, но и от фазового состояния, толщины адсорбированной пленки, активности и физической структуры катализатора. Различают газофазное гидродесульфирование (с рециркуляцией и без рециркуляции образующегося газа) и смешанное жидко-газофазное гидродесульфирование. Механизм реакции состоит из следующих наиболее вероятных стадий диффузия реагирующих компонентов из основного ядра фазы к поверхности катализатора через конденсированную на поверхности или внутри пор пленку адсорбция реагирующих компонентов на активных центрах поверхности катализатора собственно реакция, т. е. взаимодействие адсорбированных молекул с образованием целевых продуктов десорбция продуктов реакции и диффузия продуктов через поверхностную пленку из пор катализатора в основное ядро фазы. Под действием активных [c.52]

Необходимое условие процесса ректификации - различная летучесть (упругость пара) отдельных компонентов. При взаимодействии противоточно движущихся потоков в процессе ректификации происходит диффузия легколетучего компонента из жидкости в пар и труднолетучего компонента из пара в жидкость. Способ контактирования потоков может бьггь ступенчатым (в тарельчатых колоннах) или непрерывным (в насадочных колоннах). [c.987]

Скорость реакции восстановления трикальцийфосфата углеродом лимитируется диффузией реагирующих компонентов эб Опытные данные подтверждают, что факторы, ускоряющие диффу-ВИЮ в твердых телах, повышают степень восстановления трикальцийфосфата углеродом. Степень восстановления возрастает с уменьшением размера частиц шихты. Особенно показательно положительное влияние брикетирования шихты. Скорость диффузии, а следовательно и восстановления, растет с увеличением температуры. Введение в шихту флюсов, образующих полиэвтектические смеси, ускоряет процесс. Температура превращения кремнезема в менее плотные модификации совпадает с начальной температурой восстановления трикальцийфосфата в присутствии кремнезема (900— 1000°). Ускорение диффузии может быть объяснено внутрикристал-лическими превращениями. Взаимодействие между фосфатом и коксом в присутствии кварца, сопровождающееся кристаллохимическими превращениями с образованием соединений промежуточных степеней окисления фосфора, протекает главным образом в расплаве °. Только до его появления идет прямое восстановление фосфата окисью углерода и углеродом в результате диффузии в твердых фазах. [c.156]

Образование переходного слоя может рассматриваться как возникновение третьей фазы в смеои вследствие локальной диффузии на границе раздела и других причин. Действительно, наличие такого слоя обнаружено методами ДТА [414] и радиотермолюминесценции [415] для смесей эластомеров. Для композиции на основе двух кристаллических полимеров метод радиотермолюминесценции был применен авторами работы [416]. Исследование смеси полиэтилена низкого давления с сополимером формальдегид — диоксолан в широком диапазоне составов показало, что при малых добавках сополимера (до 2%) максимум свечения, отвечающий температуре стеклования ПЭ, смещается в сторону более низких температур, а в области 5—40% сополимера положение максимума остается постоянным. При малых добавках ПЭ к сополимеру (до 1%) также наблюдается сдвиг максимума, характерного для сополимера. Добавки 10% сополимера к ПЭ и 5% ПЭ к сополимеру приводят к появлению в системе новых максимумов. Полученные данные указывают на то, что при смешении кристаллических полимеров происходят структурные изменения в межфазных областях, обусловленные взаимодействием компонентов в пределах аморфных областей. При малых добавках наблюдается один смещенный пик свечения. При повышении содержания второго компонента образуются две аморфные фазы, что приводит к появлению двух смещенных температур стеклования. Как видно, взаимное влияние компонентов в смеси может приводить к тому, что 7 с одного полимера в смеси с другим повышается по сравнению с наблюдаемой для чистого полимера (ПС в смеси с ПБ, ПВА, ПВХ и др.). Во всех исследованных случаях ПС преобладал в смеси, т. е. является непрерывной фазой. Величина смещения Тс зависит от природы компонентов и возрастает с ростом разности коэффициентов термического расширения [417, 418]. [c.205]

Приведенные зависимости для коэффициентов Df/ являются достаточно надежными при расчете диффузии в бинарных смесях [22]. Относительно применения их для многокомпонентных смесей было высказано соображение, что теория абсолютных скоростей не может быть принята в основу построения теоретических зависимостей для диффузии в многокомпонентных жидких смесях, так как исходные уравнения этой теории не учитывают эффектов взаимодействия компонентов смеси [25, 26]. Однако сопоставление экспериментальных и расчетных значений практических коэффициентов диффузии в трехкомпонентной смеси даже для сравнительно ограниченного количества смесей [22, 23] свидетельствует о возможности практического использования полученных выражений независимо от того, базируются ли они на теоретических или полуэмпи-рических предпосылках об экспоненциальном законе изменения коэффициентов трения от энергии активации и на линейном законе изменения последних от состава смеси. [c.61]

Из уравнений (3.27) и (3.28) следует, что при массопередаче в многокомпонентных смесях взаимное влияние компонентов обусловлено кинетическими и термодинамическими эффектами, отраженными соответственно матрицами [бо], [б ] и- [Щ. Из приведенных уравнений можно заключить также, что кинетическое взаимодействие компонентов увеличивается при большем различии в величинах бинарных коэффициентов диффузии и исчезает при одинаковых их значениях, в то время как термодинамические эффекты взагтмодействия, обусловленные различной летучестью компонентов смеси, проявляются при разделении любых многокомпонентных смесей независимо от их природы и от физических свойств компонентов смеси. Эффекты взаимодействия существенно зависят также от состава смеси и, кроме того, от величины движущих сил всех компонентов. Естественно, что при заметном содержании в смеси. всех компонентов эффекты взаимодействия должны проявляться в наибольшей степени. [c.74]

Итак, диффузия низкомолекулярных компонентов при формировании системы адгезив — субстрат — явление весьма частое. Однако для полимерных адгезивов принципиальное значение приобретает вопрос о возможности диффузии макромолекул или их участков через границу раздела фаз. Действительно, если макромолекулы адгезива при образовании адгезионной связи продиффундируют на значительную глубину в субстрат, суммарное межмолекулярное взаимодействие может превысить силы, необходимые для разрыва химических связей. Этот эффект связан с ценным строением молекул полимерных адгезивов. Чем глубн е макромолекулы адгезива внедряются в субстрат, тем благоприятнее условия для реализации максимально возможного числа контактов между молекулами адгезива и субстрата. Но это не означает, что без диффузии макромолекул адгезива в субстрат нельзя достигнуть высокой адгезионной прочности. В гл. I было показано, что сил, возникающих на границе раздела адгезив — субстрат, теоретически достаточно для необходимой адгезионной прочности. Но поскольку в реальных системах имеются факторы, снижающие адгезионную прочность, диффузия макромолекул адгезива в субстрат может оказаться весьма полезной. [c.137]

Диффузионные покрытия образуются при взаимной диффузии (возможно, сопровождаемой химическим взаимодействием) компонентов основы и среды — источника диффувантов. В качестве последней могут выступать твердые, газовые и жидкие среды. Для покрытий этого класса характерна высокая адгезия с основой. Широкое распространение получили методы нанесения диффузионных покрытий, при которых компоненты поступают к поверхности подложки в виде паров элементов или их газообразных соединений, например галогенидов. В последнем случае диффузионному процессу предшествуют химические реакции (восстановление, диспропорционирование). Распространен, в частности, порошковый метод, в котором обрабатываемый металл или сплав загружают в порошок (пороипси) насыщающих элементов или их соединений (парофазное нанесение). В газофазном порошковом методе в смесь вводят активатор, например галогениды металлов или аммония, переносчики элементов покрытия. [c.432]

В подобного рода гетерогенных системах взаимодействие компонентов происходит на поверхности раздела твердой и жидкой или твердой и газообразной фаз Естественно, что в этих случаях исключительную роль играют размеры и природа поверхности твердой фазы и во многих случаях существенную роль играют процессы диффузии ( транспортирования продуктов к поверхности или от тговерхности раздела фаз). [c.263]

В подобного рода гетерогенных системах взаимодействие компонентов происходит на поверхности раздела твердой и жидкой или твердой и газообразной фаз. Естественно, что в этих случаях исключительную роль играют размеры и природа поверхности твердой фазы, а также характер (лал инарность или турбулентность) потока жидкости или газа у поверхности твердого тела. Очень часто существенную роль играют процессы диффузии ( транспортирования продуктов к поверхности или от поверхности раздела фаз), которые, как известно, обусловливают передвижение реагирующих компонентов к твердой поверхности и отвод продуктов реакции с твердой поверхности в жидкую или газообразную фазу. Поэтому кинетика подобных процессов в целом будет определяться не скоростью взаимодействия компонентов (химической реакции или растворения твердого тела), а соотношением этой скорости и скорости диффузии. Если, например, скорость хи.мической реакции (или растворения) меньше, чем скорость диффузии продуктов реакции с поверхности твердой фазы в жидкую или газообразную, то она и будет определять собой кинетику процесса в целом, и наоборот, при [c.223]

При исследовании и описании абсорбционно-десорбционных процессов принято делить газы на хорошо, средне и плохо (трудно) растворимые. Эта классификация учитывает скорость растворения их в жидкостях и концентрацию насыщенных растворов. К хорошо растворимым газам относятся быстро взаимодействующие с жидкостью, образующие с ней соединения, быстро ди( х )ундирующие внутрь жидкости от поверхности раздела. Лимитирующим актом абсорбции хорошо растворимых газов является подвод (диффузия) поглощаемого компонента в Газе к поверхности раздела (см. стр. 61). При абсорбции среднераствори 1ЫХ газов скорости диффузии в га-, [c.167]

Механизм взаимодействия двуокиси циркония с окисью диспрозия представляется следующим образом. Новая фаза (твердый раствор состава, наиболее богатого окисью диспрозия) зарождается на активных участках поверхности частиц двуокиси циркония. Скорость зарождения лимитируется поверхностной диффузией. После исчерпания всех активных участков поверхности двуокиси циркония рост новой фазы лимитируется объемной диффузией исходных компонентов через продукт реакции. После связывания основного количества окиси диспрозия в твердый раствор происходит выравнивание концентрации ВузОд но всему зерну до состава, соответствующего исходной смеси. [c.112]

Скорость процесса образования титаната самария в смеси рутила с С-ЗшзОз как при малых выдержках, так и при длительных нагреваниях лимитируется химическим взаимодействием компонентов несмотря на то что доставка титаната к фронту реакции при длительных выдержках происходит за счет объемной диффузии его через продукт реакции в окись самария. [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология