56 Билет

Гомогенные процессы, т.е. процессы, протекающие в однородной среде (жидкие или газообразные смеси, не имеющие поверхностей раздела, отделяющих части системы друг от друга), сравнительно редко встречаются в промышленности.

Типичные аппараты для проведения гомогенных процессов.

Для гомогенных реакций, проводимых в газовой среде, можно использовать реакционные

Аппараты ростого устройства,в частности, полый объем без перемешивания (например, окислительный

Объем при окислении 2NО+О2→2NО2)или с перемешиванием (например,печь с горелками при синтезе хлористого водорода).

Для процессов в жидкой фазе также используются реакционные емкости без перемешивания (баки, цистерны, котлы) и смесители с механическим (лопастные, пропеллерные и др. виды мешалок),пневматическим, струевым ,центробежным и прочими видами перемешивания.

Перемешивание обеспечивает не только получение однородных физическх смесей,

Но и интенсификацию многих реакции и идущих при этом процессов

Тепло и массообмена.При работе под давлением применяют автоклавы.

Скорость химических реакциии.

Гомогенные – это реакции, протекающие между веществами, находящимися в однородной среде, т. е. между ними нет границы раздела (газовая фаза, жидкая фаза). Реакции протекают равномерно по всему объему системы:

2NaOH_(Ж) + H₂SO_(Ж) = Na₂SO_4(Ж) + 2Н₂О_(Ж).

Под скоростью химической реакции понимается изменение коли­чества вещества (моль) в единицу времени в единице реакцион­ного пространства. Для гомогенных реакций реакционное простран­ство – объем, , моль/л∙ед. времени,.

Так как отношение количества вещества к единице объема называется концентрацией вещества (С, моль/л), то скорость гомогенного процесса равна изменению концентрации чаще исходных веществ во времени:

                                        

 (36)

где – средняя   скорость реакции, моль/л∙ед. времени;– измене­ние концентрации исходных веществ, моль/л;– время протека­ния процесса, с, мин и пр.

Скорость реакций зависит от ряда факторов: природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры и давления процесса, наличия в системе катализатора, а в случае гетерогенных реакций – от состоя­ния поверхности раздела фаз.

Скорость химической реакции – это изменение количества реагирующего вещества или продукта реакции за единицу времени в единице объема (для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).

Гомогенной называется реакция, протекающая в однородной среде (в одной фазе). Гетерогенные реакции протекают на границе раздела фаз, например твердой и жидкой, твердой и газообразной. Отношение количества вещества к единице объема называется концентрацией с, моль/л.

Различают среднюю и мгновенную скорости реакции. Средняя скорость реакции равна:

,

где с₂и с₁ – концентрации исходного вещества в момент времени t₂ и t₁.

Знак минус означает, что концентрация исходного вещества уменьшается. В ходе реакции изменяются концентрации реагирующих веществ и соответственно скорость реакции. Скорость реакции в данный момент времени или, мгновенная (истинная) скорость реакции, равна:

Скорость реакции принимается всегда положительной, поэтому производная исходных концентраций берется со знаком минус, а продуктов реакции – со знаком плюс.Скорость реакции имеет единицу измерения [моль м^-3 с^-1], [моль л^-1с^-1].

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ. Некоторые реакции протекают со взрывом, другие могут идти годами. На скорость реакции влияют такие факторы как концентрация веществ, температура, катализаторы.