ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетическая область гетерофазных реакций из "Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза Издание 2" В случае, когда массопередача протекает намного быстрее химической реакции, между концентрациями веществ в каждой фазе устанавливается равновесие, соответствующее уравнению (У-1), и общая скорость процесса лимитируется наиболее медленной макростадией самой химической реакции, протекающей в объеме. Такая область гетерофазных процессов называется кинетической. Она легко достигается для сравнительно медленных химических процессов (гидролиз и другие реакции хлорпроизводных, сульфирование серной кислотой, окисление молекулярным кислородом и др.), которые из-за отсутствия диффузионных торможений имеют в этих условиях наивысшую скорость. [c.248] Отметим, что условия достижения кинетической области зависят от концентрации реагентов и гомогенного катализатора и от температуры. Поэтому необходимую интенсивность перемешивания или барботажа газа надо устанавливать при максимальных значениях варьируемых при исследовании концентраций и температур, поддерживая этот режим и во время других опытов. [c.249] Если взаимодействуют два вещества А и Y, подавляющие количества каждого из них обычно находятся в разных фазах. Примем, что реагент А находится в жидкой фазе 1, где его концентрация равна Сд, i, а вещество Y — в другой жидкой или газовой фазе 2, где его концентрация или парциальное давление составляют Су, 2 или Py, 2. Рассмотрим несколько типичных случаев построения кинетических моделей и методик исследования для простой реакции, описываемой уравнением г=АСд аСу у. [c.249] Для других типов кинетических уравнений они сохраняют вид, аналогичный уравнениям для гомогенных реакций, но учитывается межфазное распределение веществ. [c.249] Это означает, что, если реагент растворяется в фазе 1 с выделением тепла, эффективная энергия активации уменьшается по сравнению с ее истинным значением, и наоборот. [c.250] Для установления зависимости скорости от Су(Ру) приходится изменять начальную концентрацию реагента У, разбавляя сго инертным газом либо органическим растворителем. [c.251] Следовательно, эффективная константа скорости будет включать коэффициенты распределения обоих реагентов, но концентрационная зависимость скорости не изменится по сравнению с гомогенным процессом. [c.251] Очевидно и методика обработки опытов для кинетической области гетерофазных реакций не будет отличаться от рассмотренной выше при условии, что кинетическое уравнение или модель составлены с учетом межфазного распределения и изменения объема фаз. [c.252] В обычных условиях подобные реакции протекают в водной фазе, где растворимость хлорпроизводных мала, и процесс идет при повышенных температурах, нередко под давлением. Применение катализаторов межфазного переноса позволяет провести процесс в мягких условиях, что объясняется тремя причинами 1) перевод реакции в органическую фазу с низкой диэлектрической проницаемостью способствует увеличению константы скорости между ионом и диполем 2) более высокая концентрация щелочного реагента в органической фазе по сравнению с концентрацией хлорпроизводного в водной фазе при обычных условиях реакции 3) увеличение поверхности контакта фаз в присутствии катаминов, являющихся поверхностно-активными веществами, облегчает достижение кинетического режима процесса. [c.253] Имеется несколько частных случаев выведенной модели и кинетического уравнения с неизменным объемом фаз, постепенным уменьшением объема и исчезновением органической фазы и др. [c.254] Вернуться к основной статье