- •4 Классификация химических реакций по фазовому составу, по механизму, по молекулярности, по порядку реакции
- •5. Стехиометрия химических реакция
- •6.Технологические критерии эффективности химико-технологического процесса.
- •7.Степень превращения(конверсия реагента)
- •8.Выход продукта
- •9.Селективность
- •10.Производительность
- •11Интенсивность
- •12. Технико – экономические показатели технологических процессов
- •13. Способы увеличения скорости гомогенной химической реакции
- •14. Законы скорости реакции первого и второго порядка(зависимость скорости от концентрации и конверсии)
- •17.Энергия активации химической реакции
- •18. Уравнение Аррениуса(скорость химической реакции)
- •19. Влияние концентрации реагентов и температуры на скорость хим.Реакции
- •20.Селективность
- •21.Влияние температуры на селективность химического прогресса
- •22.Способы увеличения скорости гомогенной химической реакции
- •23.Скорость гетерогенного хим.Процесса
- •24,25. Основные стадии и кинетические особенности гетерогенных процессов
- •26. Диффузионная и кинетические области протекания гетерогенного химического процесса.
- •27. Экспериментальное определение области протекания гетерогенного химического процесса.
- •29.Способы интенсификации гетерогенных химических процессов в системе газ-твердое в-во.
- •30. Катализ и катализаторы.
- •31.Технологические характеристики твердых катализаторов.
- •32. Основные стадии гетерогенно-каталитического процесса в системе твердый катализатор –газообразные реагенты
- •33. Способы интенсификации гетерогенно-каталитического процесса в системе твердый катализатор – газообразные реагенты.
- •34. Скорости прямой и обратной химической реакции
- •35.Равновесие в случае обратимой хим.Реакции
- •36.Константа равновесия обрат.Хим.Реакции
- •37. Смещения равновесия
- •39.Влияние температуры и давления на положение равновесия обратимой химической реакции.
- •40. Химический реактор как основной аппарат химического производства
- •41.Основные показатели работы хим.Реактора
- •42. Классификация химических реакторов и режимов их работы
- •44.Адиабатический, изотермический и автотермический режимы работы хим.Реактора.
- •45.Периодический реактор идеального смешения (рис-п)
- •46.Непрерывный (проточный) реактор идеального смешения (рис-н).
- •47.Реактор идеального вытеснения
- •48.Уравнение материального баланса химического реактора в общем виде.
- •49.Конвекционный и диффузионный перенос массы в химическом реакторе.
- •50.Мат.Баланс рис-п, рис-н, рив в стационарном режиме
- •53. Уравнение теплового баланса хим.Реактора в общем виде.
- •54. Уравнение теплового баланса реакторов рис-п, рис-н, рив.
- •55.Тепловая устойчивость хим. Реакторов в случае экзо- и эндо-термических реакций.
- •56.Оптимальный тепловой режим хим. Реактора.
- •57.Способы осуществления оптимального теплового режима хим. Реактора.
- •58.Вода в в химической промышленности
- •59.Водоподготовка
- •60.Жесткость и умягчение воды
- •62.Нефть и природный газ как сырье хим.Промышленности
- •63.Обогащение твердого, жидкого и газообразного сырья химической промышленности.
- •64.Пути развития сырьевой базы химической промышленности
- •65.Энергетическая база химической промышленности
- •66.Вторичные энергетические ресурсы-м и (вэр)
- •67.Утилизационные установки
23.Скорость гетерогенного хим.Процесса
Скоростью реакции называется число актов химического взаимодействия, происходящих в единицу времени в единице объёма при гомогенных процессах или на единице поверхности при гетерогенных процессах
Скоростью гетерогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени на единице площади поверхности фазы.
Особенности гетерогенных реакций обусловлены участием в них конденсированных фаз. Это затрудняетперемешивание и транспорт реагентов и продуктов; возможна активация молекул реагентов на поверхности раздела фаз. Кинетика любой гетерогенные реакции определяется как скоростью самого химического превращения, так и процессами переноса (диффузией), необходимыми для восполнения расхода реагирующих веществ и удаления из реакционной зоны продуктов реакции. В отсутствие диффузионных затруднений скорость гетерогенной реакции пропорциональна размерам реакционной зоны; так называемая удельная скорость реакции, рассчитанная на единицу поверхности (или объема) реакционной зоны, не изменяется во времени; для простых (одностадийных) реакций она может быть определена на основе действующих масс закона. Этот закон не выполняется, если диффузия веществ протекает медленнее, чем химическая реакция; в этом случае наблюдаемая скорость гетерогенные реакции описывается уравнениями диффузионной кинетики.
Скорость гетерогенной реакции прямо пропорциональна площади поверхности соприкосновения реагентов. Но в этом определении есть нюансы. Твердые вещества, участвующие в гетерогенной реакции, для увеличения скорости взаимодействия измельчают, чтобы увеличить площадь поверхности частиц. Например, уголь для приготовления пороха растирают в порошок. Жидкость для реакции с газом распыляют в мельчайшие капельки: так, дизельное топливо (смесь углеводородов) впрыскивают в камеру, где оно встречается с воздухом, через специальное устройство, обеспечивающее распыление.
24,25. Основные стадии и кинетические особенности гетерогенных процессов
Лимитирующая стадия гетерогенного хим.процесса
Химические реакции, протекающие на границе раздела двух фаз, называют гетерогенными. Гетерогенные процессы широко распространены в природе и часто используются в практике. Примерами могут служить процессы растворения, кристаллизации, испарения, конденсации, химические реакции на границе раздела двух фаз, гетерогенный катализ и др. Трудность изучения гетерогенных реакций обусловлена природой твердых тел (для одной и той же системы скорость процесса зависит от структуры твердого вещества, наличия дефектов в кристаллической решетке и содержания различных примесей). В гетерогенных реакциях, как правило можно выделить по меньшей мере три стадии: перенос реагирующих веществ к поверхности раздела фаз, т.е. в реакционную зону; собственно химическое взаимодействие; перенос продуктов реакции из реакционной зоны. Могут быть и другие стадии, например адсорбция и десорбция; дополнительные химические превращения продукта реакции у поверхности твердого тела; комплексообразование, димеризация, протонирование. Скорость всего процесса определяется лимитирующей (самой медленной) стадией. Если скорость собственно химического взаимодействия значительно больше скорости подвода реагентов к реакционной зоне и отвода продуктов от нее, то общая скорость процесса будет соответствовать скорости переноса реагентов и продуктов, и для самопроизвольных термически инициируемых реакций она будет определяться процессами диффузии веществ. В этом случае говорят. что реакция протекает в диффузионном режиме или находится в диффузионной области. Перенос вещества к границе между фазами может осуществляться за счет конвекции и диффузии. Конвекцией называют перемещение всей среды в целом. Конвекция раствора на границе с твердой поверхностью может происходить из-за разной плотности в объеме раствора и вблизи поверхности твердого тела, что вызывается неодинаковой концентрацией или температурой раствора. Конвекцию можно создавать также перемещением твердого тела в растворе или раствора вблизи поверхности твердого тела (вращение твердого тела, перемешивание раствора). Диффузия – это направленное перемещение вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией. Подвод вещества диффузией определяется первым законом Фика, согласно которому: количество dn вещества, продиффундировавшего через площадку S, перпендикулярную потоку в направлении от большей концентрации к меньшей, пропорционально времени dt и градиенту концентрации (dС\dх) dn=- DS (dС\dх) dt (стр 267) коэффициент D – называется коэффициентом диффузии. Он зависит от природы диффундирующего вещества и среды, а также от температуры. В том случае, когда собственно химическое взаимодействие является наиболее медленной стадией, т.е. диффузия протекает сравнительно быстро, горят, что реакция протекает в кинетическом режиме или находится в кинетической области. В том случае, когда скорости реакции и диффузии приблизительно равны, говорят о переходном режиме или о переходной области гетерогенной реакции. При повышении температуры лимитирующая стадия и соответственно механизм гетерогенной реакции могут изменяться. Это связано с разным характером зависимости константы скорости химической реакции k и коэффициента диффузии от температуры.