Коэффициент диффузии химический

Примером применения метода, основанного на различии коэффициентов диффузии химических форм, участвующих в обмене, являются работы, в которых изучался электронный обмен между двух- и трехвалентным железом [23]. Частичное разделение обменивающихся форм достигалось посредством диффузии через пористую мембрану. При этом было найдено, что в течение 1 часа, необходимого для частичного разделения, электронный обмен между двух- и трехвалентным железом успевает пройти до конца. Следует отметить, что этот метод оправдывает себя лишь при изучении достаточно медленных реакций изотопного обмена или при контроле результатов, полученных с помощью других способов разделения. [c.205]

Одна из причин этой ситуации обусловлена тем, что большинство опытных данных касается измерения интегральной и парциальной проницаемости мембран, тогда как информация об интегральных и парциальных коэффициентах диффузии, химических потенциалах растворителей в смеси и растворах полимера практически отсутствует. В то же время, согласно феноменологической теории взаимной диффузии в многокомпонентных системах, плотность потока г-го компонента определяется соотношениями [6, 7, 18] [c.140]

Скорость собственно реакции обмена может двояким образом сказываться на скорости процесса обмена в целом. Если перенос ионов внутри фазы смолы осуш,ествляется без участия коионов, т. е. посредством перескока ионов от одной функциональной группы к другой, то замедление скорости акта обмена проявится внешне как замедление скорости диффузии ионов внутри ионита. Такой процесс может быть с успехом описан с помощью уравнений гелевой кинетики с постоянным или переменным коэффициентом диффузии. Химическая природа замедления скорости скажется лишь в величине энергии активации процесса, которая в этом случае окажется значительно большей, чем при чисто диффузионном механизме. [c.259]

Емельянов И. Д. и др. Определение коэффициента диффузии и массообмена между фазами в псевдоожиженном слое методом трассирующего газа.— Химическая промышленность , 1967, Хг 6. [c.167]

Низкое содержание компонента В в жидкой фазе или небольшое значение коэффициента диффузии Ов уменьшают эффективность химической реакции при проведении абсорбции, и в таких условиях процесс приближается к обычной физической абсорбции. Однако высокие значения обоих этих величин способствуют достижению высоких скоростей абсорбции в результате прохождения химической реакции. На основе пенетрационной модели можно получить зависимость, несколько отличающуюся от выражения (У1П-189) [c.254]

Формулируют дифференциальные уравнения, описывающие одновременно протекающие и влияющие друг на друга процессы химическую реакцию, диффузию, теплопередачу и потерю напора. Такие данные, как константы скорости реакции, коэффициенты диффузии, теплопередачи и трения, могут быть получены путем соответствующих корреляций или экспериментально. После подстановки этих данных в дифференциальные уравнения последние могут быть решены. Во многих случаях, особенно в процессах гетерогенного катализа, указанные уравнения решаются без помощи электронных вычислительных машин лишь с большим трудом. Отметим, что в настоящее время производство и применение математических машин непрерывно возрастает. В весьма недалеком будущем электронные вычислительные машины могут стать серьезным конкурентом опытных установок. [c.340]

При изменении условий процесса, особенно температуры, может измениться относительная важность безразмерных комплексов. Так, например, увеличение температуры оказывает значительно большее влияние на скорость химической реакции г, чем на коэффициент диффузии или вязкость соответственно, влияние комплексов Ь, й, I и к в табл. 75 уменьшается с увеличением температуры. Следует подчеркнуть, что некоторые физические свойства сами являются функцией некоторых безразмерных комплексов. Так, например, эффективная теплопроводность и эффективный коэффициент диффузии в гранулированном слое зависят от числа Рейнольдса. Подобие при условии большой величины потери напора рассмотрено в примере Х-2. [c.346]

Растворение твердого тела в жидкости, сопровождаемое химическим взаимодействием или при отсутствии его, может служить типичным примером гетерогенного процесса. Гетерогенные процессы характеризуются тем, что протекают или начинаются там, где вещества разных фаз соприкасаются, т. е. на поверхности раздела фаз. Для газов при нормальных условиях коэффициент диффузии составляет от 0,1 до I см сек, для жидкостей I см в сутки, для твердых тел эта величина порядка от I j i в год до 1 см в 100 лет. [c.425]

Для каких процессов химической технологии важно знать коэффициент диффузии [c.439]

Основные цели, преследуемые дальнейшим обсуждением, заключаются в анализе механизма хемосорбции, в рассмотрении влияния химических и физических свойств систем на скорость абсорбции и в расчете этой скорости для различных условий. Ниже будет также показано, как результаты измерения скорости абсорбции могут быть использованы для определения таких физико-химических параметров, как константы скорости реакции и коэффициенты диффузии, а также для нахождения коэффициентов массопередачи и поверхности контакта фаз. [c.16]

При диффузии газа в жидкость, с которой он химически взаимодействует, может происходить повышение температуры вблизи поверхности абсорбента, во-первых, из-за экзотермичности физической абсорбции, а во-вторых (в еще большей степени), вследствие экзотермичности химической реакции. При достаточно большом увеличении температуры это может отразиться на скорости абсорбции вследствие воздействия на растворимость, коэффициент диффузии и скорость реакции. В последующих расчетах принимается, что потери тепла с поверхности жидкости в газовую фазу отсутствуют. Разумеется, при наличии таких потерь повышение температуры поверхности будет менее значительным, поэтому полученный результат дает завышенное, по сравнению с действительным, значение температурного роста. [c.61]

Разумеется, степень точности, с которой взяты значения указанных физико-химических параметров, в большой мере неопределенна, но общее поведение системы отвечает изложенному в разделе И1-3-3. Так, на рис. Х-1 приведены экспериментальные данные, графическое изображение которых, как видно, аналогично рис. П1-8 или V-6. Асимптотические значения коэффициента ускорения Е на рис. Х-1 хорошо согласуются с полученными на основе рис. И1-8 или V-6, если отношение коэффициентов диффузии ОН и СОа взять равным 1,7. [c.239]

Как следует из предыдущего изложения, определяющим фактором является относительная величина константы скорости к и коэффициент диффузии О или точнее отношение 0 х, где х — расстояние, на котором осуществляется диффузия. Если Д/х велико по сравнению с й, что соответствует лимитированию процесса химической реакцией, то реагенты будут легко диффундировать ко всем частям внутренней поверхности катализатора. В этом случае скорость реакции, отнесенная к единице массы, будет пропорциональна общей поверхности (внутренней и внешней) и будет экспоненциально зависеть от температуры. В противоположном случае, когда к больше О/х, значительная часть внутренней поверхности будет неактивной (поскольку реагент не в состоянии ее достичь) и в пределе, когда Д/х пренебрежимо мало, реакция локализуется на внешней поверхности. В по- [c.40]

Следовательно, в таких мембранах интенсификация массопереноса за счет сопряжения с химической реакцией оправдана, если т. е. эффект особенно заметен при малой внешней движущей силе процесса диффузии (например в случае извлечения небольших, но токсичных примесей в исходной газовой смеси ЗОг, КОг и др.) или при низких значениях коэффициента диффузии компонента в мембране Я п- оо). [c.22]

Скорость внутреннего массопереноса зависит от скоростей диффузии в порах сорбента, на его внутренней поверхности, в самой твердой фазе (для ионообменных смол), а иногда и от скорости химического взаимодействия с сорбентом. Коэффициент диффузии в порах Лп меньше соответствующего коэффициента диффузии во внешней среде его можно определить из уравнения [251 [c.65]

Рис. 82. Температурная зависимость константы скорости химической реакции и коэффициента диффузии

Для установок, состоящих из аппаратов с мешалкой и отстойников, средний к. п. д. колеблется в пределах О.,7—0,95, иногда при больших емкостях экстракторов т практически доходит до 1,0. Он зависит от конструкции аппаратов, условий перемешивания и отстаивания (размеров капель, скорости протекания фаз), нагрузки аппаратуры (времени контакта), а затем от физико-химических свойств жидкости (коэффициентов диффузии, вязкости, поверхностного натяжения). [c.260]

Существенное влияние на величину D в катализаторах, содержащих узкие поры, оказывает распределение пор по размерам. При резко неоднородном распределении размеров пор само понятие эффективного коэффициента диффузии теряет определенность [8]. Представим себе частицу, свободный объем которой состоит из сети широких транспортных макропор и множества отходящих от них узких капилляров, работающих в кнудсеновской области. Зерна такой структуры, которые образуются при спрессовывании мелких микропористых гранул катализатора, находят себе широкое применение, поскольку они сочетают хорошо развитую внутреннюю поверхность с относительно высокой скоростью диффузии, обеспечиваемой системой транспортных макропор (см. главу V). Измерение величины D в подобном составном зерне (путем измерения скорости диффузии через зерно вещества, не вступающего в химические превращения) даст, очевидно, лишь величину D в макропорах. Между тем, химическая реакция, протекающая в основном в капиллярах, на которые приходится преобладающая часть внутренней поверхности катализатора, может лимитироваться гораздо более медленной диффузией в кнудсеновских микропорах. [c.101]

При описании макрокинетики каталитической реакции на составных зернах применяют двойную диффузионную модель, вводя отдельные эффективные коэффициенты диффузии для системы транспортных макропор и для микропор в мелких гранулах 19]. При этом сначала определяют зависимость скорости реакции в мелких гранулах от локальных концентраций реагентов в транспортных макропорах, а затем вычисляют макроскопическую скорость реакции в зерне в целом с учетом диффузионного торможения в макропорах. Описывать составное зерно как квазигомогенную среду с эффективным коэффициентом диффузии, найденным в отсутствие химической реакции, можно только в предельных случаях, когда реакция либо не тормозится диффузией в микропорах, либо протекает настолько быстро, что локализуется па внешней поверхности малых гранул. [c.102]

При выводе уравнений диффузионной модели предполагается, что перенос вещества осуществляется двумя путями конвекцией с постоянной скоростью и и диффузией с эффективным коэффициентом диффузии О, величина которого также не зависит от координаты. При этом уравнение материального баланса, описывающее изменение концентрации реагента по длине реактора при стационарном протекании химической реакции первого порядка, имеет вид [c.208]

Таким образом, основное отличие известных теорий массообмена состоит в различном представлении о состоянии межфазной поверхности. Во всех случаях сохраняется зависимость коэффициентов массоотдачи от коэффициента диффузии, а для учета гидродинамических факторов и физико-химических свойств вводятся корректирующие параметры. Исходя из этого для коэффициента массоотдачи можно записать единое выражение [c.344]

Уравнения (15.68) и (15.69) внешне не отличаются от уравнения (15.6), выведенного ранее в предположении замедленности диффузии. В обоих случаях раствор вблизи электрода может оказаться полностью освобожденным от восстанавливаемых частиц, что резко увеличивает поляризацию (т1- -с ) и устанавливает предел росту плотности тока (/->/г)- В условиях диффузионных ограничений компенсация разрядившихся частиц происходит за счет их постушления из толщи раствора под действием градиента концентрации, возникающего внутри диффузионного слоя б. Предельная диффузионная плотность тока отвечает в зтом случае максимально возможному градиенту концентрации и является функцией коэффициентов диффузии реагирующих частиц. В условиях замедленности чисто химического превращения восполнение разряжающихся частиц совершается за счет химической реакции, протекающей в непосредственной близости от электрода или на его поверхности. Предельная реакционная плотность тока /г должна быть функцией констант скорости соотнетствующих химических превращений. Определение величин /г н установление закономерностей химического перенапряжения дает основу для изучения кинетики быстрых химических )еакций электрохимическими методами. [c.324]

Для сравнения необходимо оценить величины и >2. Коэффициент диффузии СОг в воде хорошо известен и составляет при 20° С , 7- 0- см /сек. Возникают некоторые осложнения при нахождении >2, потому что диффузия ионов не просто определяется законом Фика, так как поток каждого иона зависит от градиента концентраций всех присутствующих ионов [13]. Учет этого эффекта в химической абсорбции рассматривался Шервудом и Вэйем [14], которые рассчитали градиенты концентраций всех составляющих ионов по графикам профилей концентраций, полученным на основе модели пленочной теории. Найсинг использовал ту же самую методику, но вводил полученные таким образом значения />2 в уравнения пенетрационной теории. При 20° С и конечном разбавлении величина Лг составляет 2,84 0 см /сек, для растворов ЫаОН и 2,76 0 см /сек для растворов КОН. Обе величины почти одинаковы, таким образом можно сказать, что как для раствора ЫаОН, так и для раствора КОН (01/02) = 0,77, а Ог/Д = 0,64. Хотя обе величины были рассчитаны и при бесконечном разбавлении, однако влияние ионной силы на отношение г//)] предполагается небольшим. При сравнении этих величин с рассчитанными по уравнениям (12.5) и (12.6) отмечается полное согласование экспериментальных и теоретических данных. [c.140]

Неизбежность отставания механического ударного фронта и химической реакционной зоны вытекает из кинетических положений. В стационарной ударной волне, движущейся через газ со сверхзвуковой скоростью (у 10 — 10 см сек), градиент плотности через ударный фронт ограничивается диффузией. Диффузионный поток вещества через ударный фронт толщиной бд равен Бд дх ОАд 8в, где О — средний коэффициент диффузии в ударном фронте, а Ар — изменение плотности. В стационарном состоянии он должен быть равен потоку массыр г и внутрь ударной волны. Таким образом, решая уравнение относительно б , получаем [c.405]

Тепловые и диффузионные теории распространения пламени имеют ограниченную применимость, определяемую теми допущениями, которые положены в основу этих теорий. Надежные расчетные значения и могут быть получены только на основе детального механизма реакций горения, точных значений констант скорости этих химических реакций, точных значений коэффициентов диффузии и теплопроводности. Все эти требования на современном уровне знаний не могут быть удовлетворены. По этой причине в последние годы больщее внимание уделяется теоретическим расчетам, направленным не на вычисление и , а на выяснение отдельных особенностей механизма горения, на определение констант скорости отдельных элементарных реакций в процессе горения и т. д. [c.120]

Согласно теории Уитмана и Льюиса, в ядре потока концентрахщя постоянная и процесс переноса описывается одномерным стационарным уравнением молекулярной диффузии в тонких пленках при условии фазового равновесия на границе раздела жидкость - жидкость или жидкость - газ. Скорость массопередачи по каждой из фаз определяется выражением (4.3), в котором частные коэффициенты массопередачи равны К1 =1)1/61 и К2 =02182, где >1, /)2, 51, 2 - коэффициенты диффузии и поперечные размеры пленок соответствующих фаз (см. рис. 4.1). Пленочная теория не дает методов для определения толщин пленок 5, и 62, которые зависят от физико-химических свойств жидкостей и гидродинамических условий протекаемых процессов. [c.173]

Обьино химическая реакция протекает в объеме одной из фаз, сопротивление которой является лимитирующим. Ниже будут рассмотрены случаи реакхщй первого и второго порядков, протекаюпшхв объеме сплошной или дисперсной фазы. Тепловой эффект химической реакции полагается незначительным, так что основные физико-химические характеристики среды (вязкость, плотность, коэффициент диффузии и др.) остаются постоянными. [c.264]

Здесь с,- - концагграции участвующих в химической реакции веществ I),- -коэффициенты диффузии. [c.265]

Пример 6.1. Бензойная кислота при экстракции из бензольной капли вступает в химическую реакцию с растворенным в водной фазе гидрооксидом натрия. Диаметр капли диффузии бензойной кислоты в воде О, =1,02 10 м /с, коэффициент даффузии N3011 в воде >5 = 1 4- 10 м /с, начальная концентрация бензойной кислоты в бензоле с,, = 0,5 мол1 л, а концентрация щелочи в воде с,, =0,75 моль/л. Коэффициент распределения бензойной кислоты между бензолом и водой ф=с 1с =40. Рассчитать скорость массопереноса и определить, во сколько раз изменится ее величина при увеличении концентрации NaOH в исходном растворе до 3 моль/л. [c.276]

Такая зависимость, как показано в работе [411], имеет место в случае быстропротекающей химической реакции при условии, что коэффициенты диффузии реагирующих веществ равны между собой (и = 1). Из пргаеденного рисунка следует, что значения ЛГг = 10 10 практически соответствуют режиму быстропротекающей реакции. [c.280]

Химический потенциал для каждого индивидуального иона составляет ц/N (N — число Авогадро), а силы воздействия градиента химического потенциала на положительные и отрицательные ионы, выраженные в дж1см, равны соответственно — IN)/ d i+ldx) и — Ш)1(дц-1дх). Разделение зарядов, возникающее из-за различия коэффициентов диффузии ионов, приводит к созданию градиента потенциала Е, который действует на элементарный заряд е иона с силой Ее. Следовательно, общие силы (в дж1см), действующие на ионы, выражаются так [c.27]

Многие исследователи занимались определением коэффициента диффузии в порах зерен. Один из созданных при этом методов основывался на использовании меченых атомов (работы Карберри и Вейша 2 ). Исследования проводились в отсутствие химической реакции. Были получены рекомендации по расчету коэффициента диффузии внутри пор в зависимости от размера. [c.104]

Однако Хафтон выражает сомнение в том, что коэффициент диффузии потока при отсутствии химической реакции можно использовать и при ее прохождении, поскольку в этом случае уравнение, описывающее изменение концентраций компонентов в каждой поре, становится нелинейным. Он обращает также внимание на то обстоятельство, что безразмерные величины, являющиеся правыми частями уравнений (П1,32) и (П1,34) [c.228]

Мембраны из поликомпонентных сплавов на основе палладия, серебра и никеля допускают эксплуатацию при температурах до 600 °С, при этом необходима предварительная очистка разделяемой газовой смеси от серосодержащих соединений, окиси углерода, галогеивдов и других примесей, которые способны образовывать с металлами устойчивые химические соединения (гидриды, карбиды, нитриды, оксиды), снижающие скорость диффузии. Следует помнить, что при более низких температурах, помимо снижения коэффициента диффузии, падает скорость диссоциации газа и химическая стадия процесса проницания становится лимитирующей. [c.119]

Начиная с классических работ Зельдовича [7] и Тиле [9], расчет химических процессов в зерне пористого катализатора основывают на исследовании уравнения баланса исходного вещества. Зельдович использовал величину эффективного коэффициента диффузии )эф, который позволяет описать транспортный диффузионный ноток Юц в сферу радиусом г законом Фика [c.272]

Такой режим химического процесса, когда его результаты зависят от Дэф, называют внутренним диффузионным. Во внутреннем диффузионном режиме скорость процесса определяется соотношением между константой скорости к и коэффициентом диффузии 1>зф (к = onst ]/кЮ ф)- Часто и для внутренней диффузионной о асти пользуются уравнением типа (VIII. 12) [c.278]

Величина обратно пропорциональна давлению и возрастает с повышением температуры пропорционально чем больше масса и диаметр молекулы, тем труднее она диффундирует. Зависимость коэффициента молекулярной диффузии от свойств среды проявляется в основном в изменении эффективного сечения столкновений. Определение коэффициентов молекулярной диффузии в многокомпонентных смесях представляет собой чрезвычайно сложную задачу. При расчете химических процессов зависимостью коэффициентов диффузии от состава газовой смеси обычно можно пренебречь. Также несущественна в обычных условиях и зависимость ко фициеита диффузии от температуры степенная зависимость В Т) не идет ни в какое сравнение с экспоненциальной температурной зависимостью константы скорости реакции, и при перепадах температуры, набл] даемых в каталитических процессах, коэффициент молекулярвой-ди фузии остается практически постоянным. [c.99]

При исследовании макрокинетики химических реакций в пористом зерне нерационально рассматривать процесс в отдельной поре. Поры реальной частицы катализатора неодинаковы по размеру и, пересекаясь друг с другом, образуют запутанную сеть более того, форма свободного объема частицы может напоминать скорее совокупность каверн неправильной форшл, чем сеть капилляров. Поэтому пористое зерно рационально рассматривать как квазигомогенную среду, характеризуя скорость диффузии реагентов эффективным коэффициентом диффузии О, а скорость химической реакции — эффективной кинетической функцией г С, Т). Последняя выражает зависимость скорости реакции в единице объема пористого зерна от концентраций реагентов и температуры в данной точке объема зерна и связана со скоростью реакции на единице активной поверхности р соотношением г = ар (С, Т). [c.100]

Несмотря на различную физико-химическую природу рассмотренных выше процессов, разработка математических моделей каждого из них и методология определения параметров во многих аспектах имеет много общего. Прежде всего для каждого из процессов характерны такие этапы, как исследование условий химического и фазового равновесия, причем для большинства из пих по единой методологии и одним и тем же моделям оценка гидродинамической структуры систем с двумя (и более) фазами применительно к выбранному типу оборудования оценка параметров кинетических закономерностей (коэффициентов массопередачи, площади поверхности раздела фаз, коэффициентов диффузии и т. д.) для учета реальных условий массоиереноса установление механизма химических реакций и оценка параметров (для процессов химического превращения, хеморектификации, хемосорбции), выбор разделяющего агента (для комплексов с разделяющими агентами). [c.94]

Преобразование полной системы уравнений движения дисперсной смеси. Представим систему уравнений движения дисперсной смеси в виде, удобном для использования в химико-технологиче-ских расчетах. Для этого уравнения баланса внутренней анергии запишем относительно температур фаз и выделим коэффициенты теплопроводности в уравнениях сохранения массы и энергии перейдем от градиентов химических потенциалов к градиентам концентраций и выделим коэффициенты диффузии компонентов в фазах. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология