Равновесие при окислении аммиака

Рис. IX-1. Зависимость константы равновесия реакции окисления аммиака от температуры и давления

Таблица 1,23. Константы равновесия некоторых реакций окисления аммиака

Активность катализатора определяет собой степень ускорения данной реакции по сравнению с протеканием ее без катализатора при тех же условиях. Так, например, скорость окисления сернистого газа на платиновом катализаторе при / = 500—600° С увеличивается в сотни тысяч раз ( 10 раз) по сравнению со с1<оростью этого процесса, протекающего без катализатора, на ванадиевых — несколько меньше, а на железных—еще меньше реа.кция окисления аммиака до окиси азота без катализаторов ничтожно мала, в присутствии же платино-радиевых катализаторов она ускоряется в миллионы раз и заканчивается в десятитысячные доли секунды если реакция синтеза аммиака при 450° С и давлении 300—500 атм достигает равновесного состояния без катализатора через несколько часов, то в присутствии одних катализаторов при тех же условиях равновесие наступает через несколько минут, в присутствии других — через несколько секунд, в присутствии третьих процесс синтеза заканчивается и доли секунды. [c.230]

Определите константу равновесия Кр при 1000 К реакции окисление аммиака [c.247]

Найти константу равновесия реакции окисления аммиака [c.214]

Одной из характерных особенностей окислительных процессов является широкое разнообразие их технологических характеристик. Они различны с точки зрения термодинамических характеристик. Например, окисление сернистого газа и хлористого водорода осуществляют в условиях, близких к термодинамическому равновесию, когда скорость обратной реакции значительна, а окисление аммиака и метанола, получение акрилонитрила окислительным аммонолизом практически необратимы. [c.137]

Окисление аммиака до элементарного азота, глубокое окисление метанола до СО2, наличие побочных реакций при окислении нафталина и в процессе окислительного аммонолиза пропилена предъявляют довольно жесткие требования к технологическому режиму процесса. Все перечисленные факторы и обусловливают температурный режим окислительных процессов. Очевидно, для экзотермических процессов, протекающих вблизи термодинамического равновесия (окисление SOg, H l и др.), надо добиваться понижения температуры с увеличением степени превращения. Для процессов во внешнедиффузионной области (нанример, окисление СНдОН) желателен режим, близкий к изотермическому, особенно для избирательного катализа, при котором отклонение температуры на 10—20 град от заданной (нанример, нри синтезе высших спиртов) приводит к резкому возрастанию скорости побочных реакций или к снижению скорости основной. Очень часто термостойкость продуктов реакции диктует условия температурного режима. [c.138]

Составить уравнение зависимости константы равновесия Кр от температуры для реакции окисления аммиака [c.242]

При окислении аммиака кислородом возможно образование азота и различных оксидов азота. Напишите уравнения реакций и определите влияние давления на их равновесие. Какие вещества преимущественно образуются при пониженных давлениях, какие — при повышении давления Обсудите реакции с образованием 1) N2O 2) NO 3) N2O3 4) NO2 5) N2O4 6) N2O5. [c.107]

В этой реакции, как и в предыдущей, равновесие устанавливается практически мгновенно. Равновесие сдвигается вправо с повышением давления и понижением температуры. В практических условиях в нитрозных газах, получающихся при окислении аммиака, содержание МгОз незначительно. [c.262]

Константы равновесия этих реакций при 900° С [107] соответственно равны Кр = Ю Кр2 = Крз = 10 1. Их значения свидетельствуют о том, что при рабочих температурах процесса огневого обезвреживания (выше 900° С) эти реакции практически необратимы, т. е. возможно полное окисление аммиака. При указанных температурах закись азота легко разлагается с выделением свободного азота и кислорода. Следовательно, при огневом обезвреживании сточных вод продуктами окисления аммиака могут быть только N0 и N2. [c.115]

Получено качественное и количественное согласие экспериментальных данных с результатами проведенного теоретического анализа явления. Обнаружено увеличение интервала состояний безразличного равновесия, связанное с особенностями кинетики реакции окисления аммиака на платине. [c.237]

Равновесие реакции. Окисление аммиака при атмосферном давлении на платиновом катализаторе протекает при высоких температурах (750—850°С). В этих условиях образование закиси азота по реакции (2) не происходит. Реакция же (1) и (3), как показывают термодинамические расчеты изменения свободной энергии реакций, протекают практически полностью слева направо, т. е. необратимы. Вычисленные для этих реакций константы равновесия при 750 °С имеют ничтожно малые значения [c.266]

Термодинамические расчеты показывают, что основные реакции (УП.4)—(VII.6) окисления аммиака протекают необратимо в сторону образования и до конца. Так, при 900 °С константы равновесия этих реакций, вычисленные по уравнению Нернста, имеют следующие значения [c.345]

Выше мы уже говорили, что все три реакции окисления аммиака необратимы. Следовательно, ошибочно думать, что при избытке кислорода равновесие смещается в сторону образования оксида азота (И) аналогично тому, как при окислении оксида серы (IV) избыток кислорода способствует смещению равновесия в сторону образования оксида серы (VI). [c.106]

Так как реакция обратима, то рассмотрим, прежде всего, данные о равновесии, из которых следует, что образующийся при окислении аммиака горячий газ должен быть охлажден по крайней мере до 200 °С (при атмосферном давлении). Из данных о скорости реакции следует, что оптимальной является более низкая температура. В производстве поддерживают температуру, близкую к температуре окружающей среды, используя для охлаждения газовой смеси воду или воздух. [c.113]

Равновесие смещено целиком в сторону образования элементарного азота. При 500° С равновесие этой реакции достигается за несколько секунд. Однако скорость ее, по данным Е. А. Михайловой, сильно тормозится кислородом, всегда присутствующим в избытке Бри окислении аммиака. Этим и объясняется сохранение высокого выхода окиси азота в процессе ее образования в зоне катализа, когда наряду с N0 в газе присутствует аммиак. Часть проскочившего через катализатор аммиака может сохраняться вплоть до соприкосновения в последующей аппаратуре с конденсирующимися парами воды и образующейся азотной кислотой. [c.64]

Скорость окисления аммиака на неплатиновых катализаторах во много раз меньше скорости его окисления на платине. При скоростях газа, превышающих оптимальные, аммиак не успеет полностью окислиться и может проскакивать за катализаторные сетки, вступая там в реакцию с окисью азота. Константа равновесия реакции взаимодействия аммиака с N0 (стр. 358) при 500 °С очень мала [c.365]

В данном процессе высокая температура благоприятствует как скорости реакции образования N0, так и ее выходу. По выходе из высокотемпературной зоны и постепенном охлаждении N0 равновесие практически нацело сместится в сторону разложения этого соединения. Чтобы N0 не разложилась, ее следует охлаждать не постепенно, а быстро, т. е. произвести закалку, подобно той, которую производят со стальными изделиями. В короткий период охлаждения N0 не успеет разложиться, а при низкой температуре реакции идут крайне медленно. Образование N0 происходит, как показали исследования В. В. Петрова (1804 г.), если через воздух пропускать электрические разряды (в природе — молния). Более широкое распространение в большинстве стран получил метод получения окиси азота окислением аммиака с участием катализатора [c.315]

Приведем теперь другой пример уже из области неорганической химии. В процессе производства азотной кислоты из нитрозных газов, полученных окислением аммиака, оказывается необходимым окислить содержащуюся в этих газах окись азота до двуокиси, которая затем реагирует с водой. Этот процесс часто проводится под повышенным давлением (до 10 ат). Применение такого давления позволяет повысить скорость реакции в десятки раз одновременно достигается и сдвиг химического равновесия в нужную сторону под атмосферным давлением при обычных температурах можно получить только 50%-ную азотную кислоту, а при 10 ат — 60%-ную. Для получения [c.24]

Равновесие всех трех реакций окисления аммиака в условиях производства полностью смещено вправо. Вычисленные для реакций (а) и (д) константы равновесия при 750° С имеют ничтожно малые значения [c.176]

В каждом из процессов, которые представлены лабораторными работами данной главы, повышение температуры ограничивается несколькими факторами. Основным ограничивающим фактором при обжиге колчедана является его спекание и в результате — уменьшение поверхности соприкосновения с воздухом. При промышленной варке стекла повышение температуры лимитируется расходом топлива и стой состью конструкционных материалов. Слишком высокая температура процесса или излишне быстрое нагревание приводит к побочным реакциям и снижению качества продуктов в процессах пиролиза. При окислении сернистого ангидрида выход при высоких температурах ограничен равновесием экзотермической реакции, а при окислении аммиака повышение температуры лимитируется диссоциацией исходного реагента — аммиака и получающейся окиси азота. [c.84]

Превращение аммиака в конечные продукты при 900° достигает почти 100%, поэтому все три реакции можно рассматривать как практически необратимые, смещенные в правую сторону. Однако из значений онстант равновесия следует, что при окислении аммиака превращение в элементарный азот может быть наиболее полным и что. при достаточной длительности процесса окисление аммиака может привести к образованию только элементарного азота. [c.26]

В качестве катализатора используется платина или платинапалла-дийродиевый сплав, содержание платины в котором находится в пределах 81-92%. Температура процесса - 1100-5-1200 К. В этих условиях практически не образуется закись азота N20. Из-за обратимости экзотермической реакции (6.13) ее равновесие при температуре окисления аммиака сдвинуто влево, и диоксид азота также отсутствует. [c.414]

Наиболее трудной задачей, которую Оствальд разрешил удовлетворительно, было устранение из процесса окисления аммиака вредных сопутствующих реакций. Усдовия, при которых полное или почти полное превращение аммиака в азотную кислоту, осуществляются. в главных чертах, были выяснены Оствальдом. Идя к этому выяснению, Оствальд допустил, что конечным продуктом реакции аммиака с кислородом воздуха при высокой температуре в присутствии катализатора является азот если же при этой реакции образуются высшие окислы азота, то, вероятно, это имеет место потому, что главная реакция проходит через РЯД образований прежде, чем наступит ее равновесие- Следовательно, окислы азота должны быть рассматриваемы, как промежуточные соединения. Если эта гипотеза правильна, то, для полного окисления аммиака в азотную кислоту, надо создать условия, благоприятствующие преимущественному прохождению промежуточных реакций, ведущих к образованию окислов азота. На замедление же хода главной реакции, при которой аммиак распадается на азот с образованием воды, должны иметь влияние скорость прохождения газовой смеси, определяющая более или менее продолжительное прикосновение газов с катализатором, а также свойства и температура катализатора. Главная реакция тем активнее будет, чем дальше будет продолжаться соприкосновение газов с каталитическим веществом и тем меньше будет образоваться азота, чем быс- Рее газы будут покидать катализатор. Это теоретическое осве- [c.127]

Механизм предполагает образование электронно-возбужденных состояний, суш ествующих в растворе некоторое время, достаточное для установления равновесия перед актом химического превращения или взаимодействия. Основной предпосылкой для такого рассмотрения послужили экспериментальные факты, указывающие на зависимость величин квантовых выходов реакций фотовосстановления комплексов Со(1П) от концентрации водородных ионов [8, 16]. Поскольку в водных растворах происходят очень быстрые реакции переноса протонов, то при окислении аммиака, находящегося в координационной сфере, вследствие фотопереноса электрона от атома азота к кобальту возможно образование частиц Со — NHg, которые, стехиометрически отличаясь от молекулы исходного комплекса, могут и быть промежуточным метастабильным состоянием в фотохимии амминокомплексов. Однако такое состояние не получается прямым спектроскопическим путем. Энергетический уровень (или уровни) промежуточного состояния комплексного иона лежит ниже уровня, соответствующего энергии полосы ПЗМ. Это позволило отнести образующиеся химически активные частицы к низкоэнергетическим возбужденным состояниям переноса заряда, которые не могут быть получены прямо из основного состояния. [c.102]

Чтобы скорость этой реакции была приемлема с практической точки зрения, нужны высокие температура и давление. Однако с ростом температуры равновесие реакции постепенно смещается в сторону образования исходных веществ. С другой стороны, чем ниже температура и чем полнее протекает реакция образования аммиака, тем более заметно снижается скорость процесса. Поиск компромисса между действующими в разные стороны факторами привел Габера (1907) к созданию промышленного способа превращения азотоводородной смеси в аммиак при 500° С и 300 атм. Сейчас это главный способ получения аммиака, который широко используется в производстве удобрений, азотной кислоты (каталитическое окисление аммиака над платиной), аммониевых солей, соды, синильной кислоты и т. д. [c.15]

Двуокись азота взаимодействует с окисью азота с образованием полуторного окисла по уравнению реакции N0, + N02 гг N203 + 40,2 кДж. В этой реакции, как и в предыдущей, равновесие устанавливается практически мгновенно. В практических условиях в нитрозных газах, образующихся при окислении аммиака, содержание НзОз незначительно. В результате реакций окисления и ассоциации окислов образуется смесь нитрозных газов, которая кроме азота и кислорода, поступивших с воздухом, содержит N02, N204, N203, N0, N20 и Н2О. Соотношение концентраций различных окислов азота сильно меняется в зависимости от условий, однако основным компонентом в процессе абсорбции водой при атмосферном давлении является НОд. [c.58]

Равновесие этих трех экзотермических реакций сдвинуто вправо, о чем свидетельствуют приведенные в табл. 8 значения констант равновесия реакций (а) и (в) К и /(г при 500 и 1000° С. Поскольку окисление аммиака практически необратимо, то его ход определяется соотнощением скоростей реакций (а) — (в) и, следовательно, условиями технологического режима, влияющихми на кинетику этих реакций. [c.141]

Здесь к с — коэффициент равновесия, являющийся функцией силы кислоты, измерен Абелем и Шмидтом [1], Эпштейном [36], Денбпгом и Принцом [32] и Чамберсом и Шервудом [18]. Интерпретация сведений выполнена Уэннером [107] и Карберри [17], которые нашли, что коэффициент Кс не зависит от температуры. Построенный по равновесным. данным график Карберри, который приведен в нескольких работах, показан на рис. 8.16. Именно это равновесие ограничивает концентрацию кислоты, получаемой из газов окисления аммиака в охлаждаемых абсорберах высокого давления, до содержания порядка 68 % (масс.) НКОз, причем даже в том случае, когда, используя колпачковые тарелки, сильно развивают поверхность контакта фаз, чтобы обеспечить соответствие скорости диффузии низким скоростям протекания реакций. Некоторые технологические данные по работе абсорбера производительностью 55 т/сут. азотной кислоты приведены Грэхемом, Лайонсом и Фосеттом [118]. [c.381]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология