Cтраница 2
Одним из определяющих факторов кинетики гетерогенных процессов типа разложения и синтеза химических соединений или спекания порошкообразных веществ является величина поверхности раздела фаз. [16]
При этом гетерогенная реакция характеризуется первым порядком реакции, слабой зависимостью скорости процесса от температуры и незначительным влиянием на скорость процесса величины поверхности раздела фаз. Скорость во многом начинает определяться факторами, влияющими на диффузию. [17]
Эта зависимость может быть экспериментально определена для границы раздела жидкий электрод - раствор, так как в этом случае можно менять величину поверхности раздела фаз в обратимых условиях. [18]
Ни один физико-химик не сомневается в том, что грубую суспензию следует рассматривать как двухфазную систему. Величина поверхности раздела фаз является в этом случае важнейшим термодинамическим параметром, характеризующим поведение системы. Кривизна поверхности практически не играет никакой роли. Рассмотрим изменение свойств системы при увеличении степени дисперсности. От грубой суспензии мы перейдем в область коллоидных систем, в которых поверхность раздела фаз по-прежнему играет основную роль. [19]
Процесс в двухфазной системе может протекать через следующие стадии: диффузия молекул газа к поверхности жидкости, растворение газа в жидкости, химическая реакция растворенных молекул газа в жидкости ( в эту стадию могут быть включены взаимодействие молекул газа и жидкости с катализатором), распад каталитических комплексов, диффузия продуктов реакции из рабочей зоны. На скорость диффузии могут влиять величина поверхности раздела фаз, которая зависит от формы реакционного устройства и режима проведения процесса ( ламинарный или турбулентный), давление газовой фазы, разности концентраций реагирующих веществ и продуктов реакции, физических свойств реагентов и температуры системы. Особое влияние на скорость диффузии оказывает турбулизация реакционной смеси газом или каким-либо механическим устройством. Турбулизация позволяет получать развитую поверхность раздела жидкость - газ и выравнивает концентрацию веществ в системе. [20]
Отравление катализаторов происходит из-за сорбции продуктов окисления и окислительной полимеризации, которые образуются из терпенов во время протекания основной реакции - изомеризации пинена. Количество этих продуктов зависит от величины поверхности раздела фаз терпены - воздух и продолжительности реакции. При проведении реакции в маленьких сосудах, например в лаборатории, где величина поверхности раздела фаз очень велика по отношению к массе реагирующего вещества, накопление продуктов окисления сказывается особенно сильно, в результате чего катализатор может полностью потерять свою активность еще до окончания реакции. Чтобы этого не произошло, в реакцию вводят повышенное количество катализатора, прибавляют антиокислители, например гидрохинон [114], или ведут реакцию под защитой инертного газа. В крупных производственных аппаратах, куда загружают 20 - 30 и даже 40 т пинена, поверхность раздела фаз терпены-воздух по отношению к массе реагирующего пинена невелика, и поэтому реакцию удается проводить, не прибегая к специальной защите терпенов от процессов окисления. Так как величина загрузки и условия размешивания в заводских аппаратах являются постоянными, то накопление продуктов окисления и окислительной полимеризации при данной температуре зависит только от продолжительности реакции, и поэтому оно тем больше, чем меньшее количество катализатора взяли для реакции. На малое количество катализатора осаждается больше отравляющих катализатор веществ, чем на большое количество. Поэтому отравление катализатора в случае, если он вводится в реакцию в большом количестве, практически не имеет места. [21]
Следует особенно отметить возбуждение турбулентности путем перемешивания или какими-либо другими методами. Турбулентность не только влияет на величину поверхности раздела фаз, но и позволяет устранить влияние малых градиентов концентрации, что в противном случае могло бы привести к снижению скорости диффузии. При выводе выражения для суммарной скорости гетерогенной реакции необходимо учитывать как скорость массопередачи, так и скорость собственно химической реакции. [22]
Следует особенно отметить возбуждение турбулентности путем перемешивания или какими-либо другими методами. Турбулентность влияет не только на величину поверхности раздела фаз, но и позволяет устранить влияние малых градиентов концентрации, что в противном случае могло бы привести к снижению скорости диффузии. [23]
Следует особенно отметить возбуждение турбулентности путем перемешивания или какими-либо другими методами. Турбулентность не только влияет на величину поверхности раздела фаз, но и позволяет устранить влияние малых градиентов концентрации, что в противном случае могло бы привести к снижению скорости диффузии. При выводе выражения для суммарной скорости гетерогенной реакции необходимо учитывать как скорость массопередачи, так и скорость собственно химической реакции. [24]
Следует особенно отметить возбуждение турбулентности путем перемешивания или какими-либо другими методами. Турбулентность влияет не только на величину поверхности раздела фаз, но и позволяет устранить влияние малых градиентов концентрации, что в противном случае могло бы привести к снижению скорости диффузии. [25]
При этом возможен любой порядок реакции. Скорость гетерогенного процесса сильно зависит от температуры и от величины поверхности раздела фаз. Скорость процесса не зависит от разности концентраций, плотностей и давлений в различных частях системы. Иначе говоря, скорость гетерогенного процесса не зависит от факторов, влияющих на диффузию. [26]
Эта особенность применительно к процессу абсорбции в наса-дочной колонне предопределяет два важных результата. Во-вторых, скорость абсорбции на единицу объема Va прямопропорцио-нальна величине поверхности раздела фаз и, следовательно, величину скорости абсорбции можно использовать для определения величины поверхности раздела а. Подробно это будет рассмотрено в разделе. [27]
Так как в случае гетерогенных реакций взаимодействие происходит на поверхности раздела фаз, константа равновесия так же, как и скорость химической реакции, выражается через концентрации ( или парциальные давления) только газообразных веществ. Влияние твердого и жидкого компонентов в гетерогенной системе сказывается лишь через величину поверхности раздела фаз. Поэтому их концентрации не входят в выражение константы равновесия. [28]
Скорость таких реакций в отличие от гомогенных зависит как от химических, так и от физических факторов. К первым относится темп взаимодействия на границе фаз, ко вторым - величина поверхности раздела фаз и быстрота переноса вещества из объема к поверхности раздела фаз и от нее в объем. Процесс можно расчленить на три последовательные стадии - диффузия реагента ( реагентов) к зоне взаимодействия, химическая реакция, удаление продукта ( продуктов) процесса. Диффузионный поток будет тем интенсивнее, чем больше окажется разность между концентрацией реагентов в данной точке с0 и в зоне взаимодействия сх, а также коэффициент диффузии D и чем меньше толщина слоя б, через который совершается массопере-дача. [29]
Скорость таких реакций в отличие от гомогенных зависит как от химических, так и от физических факторов. К первым относится темп взаимодействия на границе фаз, ко вторым - величина поверхности раздела фаз и быстрота переноса вещества из объема к поверхности раздела фаз и от нее в объем. Процесс можно расчленить на три последовательные стадии - диффузия реагента ( реагентов) к зоне взаимодействия, химическая реакция, удаление продукта ( продуктов) процесса. Диффузионный поток будет тем интенсивнее, чем больше окажется разность между концентрацией реагентов в данной точке с0 и в зоне взаимодействия сх, а также коэффициент диффузии D и чем меньше толщина слоя 8, через который совершается массопере-дача. [30]