Величина - поверхность - раздел - фаза
Cтраница 3
Типичными примерами являются восстановление оксидов ряда металлов ( железо, медь, никель и др.) водородом, эффективный коэффициент диффузии которого в образующихся рыхлых слоях дисперсного металла при не слишком больших температурах намного превосходит константу скорости химической реакции. Такая зависимость количества прореагировавшего вещества от времени характерна для тех случаев, когда величина поверхности раздела фаз не меняется со временем. Если же исходная твердая фаза представляет собой отдельные зерна, то при росте этих зерен в процессе реакции поверхность будет расти пропорционально квадрату времени, а следовательно, количество прореагировавшего вещества пропорционально кубу времени. Эта простая зависимость предполагает, что количество растущих центров в течение процесса неизменно. [31]
Если в результате недостаточно интенсивного перемешивания или недостаточной скорости диффузии реагентов к поверхности раздела фаз и продуктов реакции от поверхности раздела фаз в системе возникает градиент концентрации реагентов или продуктов, то скорость может оказаться и не пропорциональной S / V. Поэтому строго можно утверждать лишь, что скорость гетерогенного гомофазного процесса зависит от отношения величины поверхности раздела фаз, на которой проходит химическое превращение, к объему реакционной смеси, не оговаривая при этом вид зависимости. [32]
Когда скорости диффузии и химической реакции соизмеримы, имеется переходная область, в которой один и тот же процесс, в зависимости от условий его проведения, может лежать в диффузионной или кинетической области. На скорость гетерогенного химического процесса большое влияние оказывают давление реагирующих веществ, скорость потоков, величина поверхности раздела фаз, на которой идет реакция, и температура. [33]
Стремление свободной энергии к минимуму приводит к возникновению сил, действующих тангенциально к поверхности раздела фаз и стремящихся сократить ее. Но так как поверхность раздела фаз по периметру соприкасается с поверхностью каких-либо каналов или пор, то величина поверхности раздела фаз зависит от характера смачиваемости жидкостями этих каналов. [34]
Это выражение показывает, что скорость растворения твердого вещества в жидкости тем больше, чем больше величина поверхности раздела фаз и меньше толщина диффузионного слоя. Так как при перемешивании раствора толщина диффузионного слоя д уменьшается, а при дроблении растворяемого твердого вещества величина поверхности раздела фаз S увеличивается, то перемешивание и дробление способствуют увеличению скорости растворения твердых веществ в жидкостях. [35]
Все производные от А являются полиномами по f ( i) и содержат множитель вида / ( 1) ( 1 - / ( 2)), что легко проверить, положив в ( 19) формально / ( 1) равным нулю или единице; при этом А, обращается в постоянную, производные от которой - нули. Наличие таких множителей приводит к тому, что каждый член разложения ( 20) оказывается пропорциональным только величине поверхности раздела фаз. [36]
Третья стадия заключается в отводе продуктов реакции из реакционной зоны. Так как скорости процессов во всех стадиях пропорциональны величине поверхности, то скорости гетерогенных реакций должны зависеть от отношения между величинами поверхности раздела фаз и объема. Стадией, определяющей скорость ( контролирующей процесс), является наиболее медленная. Процессы переноса реагирующих веществ, осуществляющиеся на первой и третьей стадиях, называются массопередачей. [37]
Для измерения величины поверхности раздела фаз широко использовались две системы: СС2 - водный раствор - NaOH и кислород - раствор сульфита натрия в присутствии жидкого катализатора. В обеих системах абсорбция протекает только в режиме перехода от быстрой реакции к мгновенной; кроме того, реакция второй системы, вероятно, не соответствует первому порядку. Несмотря на это, порядок величины поверхности раздела фаз, определенный с помощью этих систем, вероятно, корректен. [38]
Понятие удерживающей способности жидкости fy справедливо до точки инверсии, когда газ становится сплошной фазой, а жидкость дисперсной, тогда следует говорить об удерживающей способности газа. Таким образом, удерживающая способность характеризует возможность сплошной фазы удерживать дисперсную. Так как от величины удерживающей способности зависит величина поверхности раздела фаз и время контакта, то для массообмена это понятие является особо важным. При возрастании удерживающей способности пузырьковый характер фильтрации газа превращается в поршневой, при котором пузырьки сливаются в большие газовые объемы, проскакивающие через жидкость и оттесняющие ее в сторону. Жидкости с низкой вязкостью отличаются низкой удерживающей способностью. [39]
На основании правила фаз можно показать, что топожими-ческое превращение Агв - Вгв происходит только на границе раздела исходной и конечной твердых фаз. С этим связано и происхождение термина топохимические, подчеркивающего, что твердофазная реакция протекает не во всем объеме системы, а лишь в определенном ее месте ( греч. Таким образом, скорость топохимической реакции пропорциональна величине поверхности раздела фаз, а сама возможность ее развития определяется наличием в системе зародышевых центров образования новой фазы. Это связано с необходимостью локального повышения энергии Гиббса, возникновения зародышей образования новой твердой фазы. Так как химический потенциал твердого тела ( в отличие от газов и растворов) не зависит от концентрации, то при цпа iKOn реакция идет до конца, до полного превращения Ата в Втв. [40]
ЯйЛя ющихся в промышленных аппаратах источником взвесей типа медуз, или очень прочных адсорбционных слоев, которые существенно тормозят Мас-сопередачу. Появление слоев особенно сказывается на экстракции при постоянной поверхности раздела фаз. Отсутствие зависимости ( скорости экстракции от интенсивности перемешивания и величины поверхности раздела фаз при массопередаче без эмульгирования ( в аппаратах с постоянной поверхностью фаз), по-видимому, является достаточно надежным доказательством кинетического режима. Это подтверждают опыты массопередачи с эмульгированием фаз, так как - в данном случае ни увеличение интенсивности перемешивания, ни изменение поверхности не должно вызывать изменение скорости. Однако образование пленок существенно усложняет исследования систем в диффузионном и смешанном режимах. Возникает проблема, аналогичная влиянию на скорость массопередачи поверхностно-активных веществ ( ПАВ), которой уделяется достаточно большое внимание. В работе [26] отмечается, что отсутствие зависимости скорости экстракции от интенсивности перемешивания ( при постоянной поверхности раздела фаз) не может служить надежным доказательством кинетического режима в связи с неопределенностью гидродинамического режима у подвижной поверхности раздела фаз. [41]
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. [42]
 |
Влияние размера зерна на статический и циклический предел текучести аустенитной нержавеющей стали с различным содержанием азота а - 0 140 % N. б - 0 294 % N. [43] |
Однако имеется достаточно много исследований, в которых было показано, что соотношение (6.1) не является универсальным. Особенно это относится к высокоуглеродистой стали, структура которой состоит из сложных продуктов превращения аустенита. В этом случае определяющим фактором является не размер зерна, а дисперсность фаз ( величина поверхности раздела фаз), входящих в состав структуры. [44]
Транспортирование изобутана к месту реакции ( протекающей на поверхности раздела двух фаз или вблизи нее) является основным фактором. Оно зависит от нескольких параметров. Конечно, важнейшим является интенсивность перемешивания, поскольку оно влияет не только на подвод изобутана, но и на величину поверхности раздела фаз. К числу других важных параметров относятся соотношение изобутан: олефин в сырье, время пребывания в реакторе, концентрация химически инертных соединений в углеводородной фазе, объемное соотношение кислотной и углеводородной фаз. Важно также, какая из фаз эмульсии является непрерывной. [45]
Страницы: 1 2 3 4