(90) Гетерофазные процессы. Движущая сила массообменных процессов.

Значительное число процессов органического и нефтехимического синтеза проводят в гетерофазных системах. По механизму гетерофазные реакции могут быть некаталитическими радикально-цепными или гомогеннокаталитическими (в сист. ж\ж.).

Гетерофазными реакциями осуществляются процессы хлорирования, окисления, сульфохлорирования. Особенности гетерофазных процессов это необходимость переноса реагентов из одной фазы в другую засчёт массопередачи. Модели и методики исследования усложняются по сравнению с гомофазными. Известно, что для идеальных систем межфазное равновесие описывается уравнениями

С_i,2 = γ_i·C_i,1 и P_i,2=H_i∙C_i,1

γ – безразмерный коэффициент распределения

Простейшей моделью при межфазном переносе является двухплёночная модель. Согласно ей с обеих сторон границы раздела имеются плёнки. Перенос вещества в плёнках молекулярной диффузией, а в объёме фаз конвективной диффузией. К обеим плёнкам применяют уравнение Фико:

v_A= - D(dc/dt)

где

D – коэффициент молекулярной диффузии[м²/с]

и условие непрерывности потока, то получим

v_D= -(D/δ)∙Δc= - β·Δc

(β – коэффициент массоотдачи)

Δс – движущая сила, разность концентраций по обеим сторонам плёнки.

Также вводится параметр – удельная поверхность раздела фаз.

f = S/V

f – зависит от гидродинамического режима в аппарате, т. е. от интенсивности перемешивания.

f пропорционально числу оборотов мешалки в 3 степени. Также β слабо зависит от t˚ и справедливо уравнение типа уравнения Аррениуса:

β_{t =} β₀e^-ED/RT

E_{D –} кажущаяся энергия массопередачи.

Объемная скорость массопередачи завасит от гидродинамических условий в аппарате, т.е. от скорости газа в аппарате либо от интенсивности перемешивания.

31 (91) Классификация хим. Р-ций по числу частиц вступающих во взаимодействия

Хим. реакции делят на простые и сложные. Простая (элементарная ) хим. реакция состоит из однотипных элементарных актов.

CH₄+Cl^●→ CH₃^● +HCl

Элементарные реакции достаточно редки и как правило они являются отдельными стадиями сложных хим. реакций. Простая реакция протекает без катализатора и не тормозится ингибитором. Сложная (многостадийная) реакция состоит из нескольких простых, т.е. из элементарных стадий связанных друг с другом через реагенты или продукты. Часто продукт одной стадии является реагентом для других стадий. С точки зрения числа частиц вступающих и образующихся в реакции, простые реакции делятся на: моно-, би-, тримолекулярные реакции. Мономолекулярная реакция это простая реакция в элементарном акте которой превращается одна частица(молекула, радикал, ион).Изомеризация молекул может происходить как сложная реакция с участием катализатора, через промежуточные радикальные или ионные стадии. Реакции в которых одна молекула распадается или превращается в две или несколько называется реакцией распада

CH₃COO^●→CH₃^●+CO₂

Распад с разрывом одной связи называют диссоциацией

R-O-O-R^١→RO^●+R^١O^●

Если же многоатомная молекула распадается с образованием двух нейтральных молекул, то такой распад в орг. Химии наз-ют реакцией элиминирования.

CH₃CH₂Cl→CH₂=CH₂+HCl

Бимолекулярная реакция это простая реакция в которой превращаются две частицы

A+B→C

Если А и В атомы свободные радикалы или ионы, то реакцию наз-ют рекомбинацией.

CH₃^●+CH₃^●→CH₃-CH₃

Реакцию соединения двух одинаковых молекул наз-ют димеризацией, а процесс соединения большого числа молекул в одну макромолекулу – полимеризация. Бимолекулярную реакцию типа А+ВС→АВ+С наз-ют реакцией отрыва, если В атом или одноатомный ион. Реакция диспергирования, если оба реагента свободные радикалы или ионы

СH₃^●+CH₃CH₂^●→CH₄+CH₂=CH₂

Тримолекулярные реакции протекают с участием трех частиц при их одновременном столкновении Н^●+Н^●+М→Н₂