доставка хим. реагент

XuMuK.ru - МАКРОКИНЕТИКА - Химическая энциклопедия Здесь скоро что-то будет :) А, пока приглашаем на форум о химии! Сайт ФорумХемопоискУчебаПромышленностьИнтернет Например: серная кислота Разная химия Неорганическая Органическая Коллоидная Биологическая Наглядная биохимия Токсикологическая Экологическая База знаний Химическая энциклопедия Справочник по веществам Таблица Д.И. Менделеева Гетероциклические соед. Теплотехника Углеводы Квантохимические р-ты Мат. моделирование ХТС Обмен знаниями Форум Химия в жизни Каталог предприятий Дополнительно Лекарственные средства Фармацевтический справ. Биохимический справ. Стандартизация размещение рекламы МАКРОКИНЕТИКА Алф. указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я МАКРОКИНЕТИКА (от греч. makros - большой доставка хим. реагент kinetikos - приводящий в движение), изучает кинетич. закономерности хим. р-ций, к-рые сопровождаются одновременно протекающими в системе процессами переноса в-ва, энергии, электрич. заряда, импульса. В более узком понимании задачей М. является изучение влияния на скорость хим. р-ций массо- доставка хим. реагент теплопереноса. Диффузия часто существенно сказывается на протекании хим. р-ции, особенно в тех случаях, когда реагенты находятся в разных фазах (системы газ жидкость, газ твердое тело) или превращ. возможно только на пов-сти (гетерогенно-каталитич. р-ции, электрохим. р-ции), доставка хим. реагент также если р-ция сопровождается физ.-хим. превращением реагирующих в-в или продуктов (кристаллизацией, растворением). Теплопроводность, к-рая выравнивает т-ру в системе, влияет на скорость р-ций, характеризующихся большим тепловым эффектом или сильной зависимостью скорости от т-ры (тепловой взрыв, горение). Во мн. случаях р-ция происходит в потоках доставка хим. реагент на ее кинетич. особенности влияет конвективный перенос; с другой стороны, р-ция сама может изменять поле скоростей, поскольку, напр., вязкость среды зависит от хим. состава доставка хим. реагент т-ры. М. рассматривает хим. р-цию в макроскопич. системе в условиях, когда потоки в-ва доставка хим. реагент (или) тепла не успевают обеспечить одинаковое ее протекание одновременно в разных частях системы. В результате в системе возникают неоднородности, приводящие к локализации р-ции доставка хим. реагент характеризуемые внутр. пространств. масштабами, к-рые зависят от физ. доставка хим. реагент физ.-хим. св-в системы. Макрокинетич. анализ включает выявление таких масштабов доставка хим. реагент связанных с ними кинетич. (макрокинетич.) закономерностей, что необходимо для научного прогнозирования при расчете доставка хим. реагент проектировании хим. реакторов, мат. моделировании химико-технол. процессов. С другой стороны, в ряде случаев М. позволяет судить о механизмах хим. р-ций доставка хим. реагент процессов переноса. В данной статье рассматривается общий подход к количеств. описанию одновременно протекающих в макроскопич. системе хим. р-ции доставка хим. реагент процессов переноса доставка хим. реагент обсуждаются нек-рые важные макрокинетич. закономерности. Этот подход применим для изучения не только хим. р-ций, но доставка хим. реагент любых физ.-хим. превращ., осложненных одновременно протекающими процессами переноса. В основе подхода лежит представление о локальном термодинамич. равновесии (см. Термодинамика необратимых процессов). Систему рассматривают состоящей из множества термодинамически равновесных подсистем, каждая из к-рых характеризуется набором локальных параметров - т-рой, давлением, составом (концентрациями компонентов) доставка хим. реагент др. (в дальнейшем такие параметры обозначаются буквой j). Наблюдаемый в неравновесной системе процесс однозначно связан с изменением пространств. распределения параметров j, расчет к-рого проводится на основе макроскопич. ур-ний баланса массы, энергии доставка хим. реагент т.п. Характерные пространственные масштабы доставка хим. реагент времена. Для составления ур-ний материального баланса наблюдаемый в системе сложный процесс представляют состоящим из отдельных стадий, каждая из к-рых связана с изменением в пространстве доставка хим. реагент времени по определенному закону одного или неск. параметров j. Это - хим. р-ции, рассматриваемые с учетом принятого механизма, процессы переноса, фазовые превращения. Стадии м. б. последовательными доставка хим. реагент параллельными. Напр., последоват. стадиями являются перенос к.-л. компонента к зоне р-ции доставка хим. реагент его хим. превращ. в этой зоне. Перенос в-ва, осуществляемый по разным механизмам, напр. мол. диффузия доставка хим. реагент конвекция, - параллельные стадии. Каждая из стадий переноса ответственна за обмен в-вом, энергией доставка хим. реагент (или) импульсом на нек-ром характерном пространственном масштабе L, к-рый является метрич. характеристикой области ее протекания. С каждой из стадий связано характерное время tij, за к-рое изменение параметра j в ходе i-й стадии (при условии "замороженности" всех остальных стадий) становится сравнимым по порядку величины с макс. изменением этого параметра в результате рассматриваемой стадии. Если стадия является процессом релаксац. типа, т. е. внешние (граничные) условия допускают существование единств. предельного равновесного или стационарного состояния, к к-рому стремится система, tij наз. временем релаксации. Скорость каждой стадии м.б. выражена феноменологич. ур-нием (напр., законом действующих масс для хим. р-ции, ур-нием Фика для диффузии, ур-нием Фурье для теплопроводности, ур-нием Ньютона для вязкого течения) или кинетич. ур-нием, установленным на основе представлений о механизме процесса. Часто эти ур-ния линейны относительно параметров j или их производных. Напр., скорость р-ции первого порядка линейно зависит от концентрации реагентов, доставка хим. реагент потоки в-ва, тепла или импульса обычно пропорциональны градиентам концентрации, т-ры или скорости течения среды. Соответствующие коэф. пропорциональности (константа скорости k, коэффициент мол. диффузии Dмол, температуропроводность (, кинематич. вязкость n) являются эмпирич. постоянными, зависящими только от физ. св-в среды (и от т-ры, в случае неизотермич. процессов). Для решения ур-ний баланса, составленных с учетом скоростей всех стадий, эти ур-ния обычно приводят к безразмерному виду. Для этого заменяют параметры j на отношения этих параметров к нек-рым их характерным значениям, доставка хим. реагент пространств. координаты заменяют их отношениями к характерному пространств. размеру рассматриваемой системы. В получающейся новой системе ур-ний появляются безразмерные числа (критерии), к-рые можно представить как отношения характерных времен tij стадии. Нахождение этих критериев позволяет качественно анализировать изучаемый процесс: выявлять внутр. пространств. масштабы, устанавливать возможность протекания процесса в разл. режимах доставка хим. реагент критич. условия существования этих режимов. Для многих практически важных случаев критерии значительно отличаются от единицы, т. е. характерные времена соответствующих стадий сильно различаются, что доставка хим. реагент определяет тот или иной режим процесса. Помимо этого, безразмерные критерии связаны со значениями масштабов L, поскольку процессы переноса, в отличие от хим. р-ций или фазовых превращ., идут с характерными временами, к-рые зависят от L, причем по-разному. Так, для мол. диффузии tмол = L2/Dмол, доставка хим. реагент для конвективного переноса в ламинарном потоке жидкости или газа, движущемся со скоростью и, tконв = L/u. Установление конкретных зависимостей безразмерных критериев от масштабов L позволяет использовать М. для решения проблем масштабного перехода. Макрокинетический режим рассматриваемого процесса при заданных внеш. условиях определяется лимитирующей стадией, т.е. стадией с макс. характерным временем. В случае процесса, состоящего из неск. последоват. стадий, связанных с изменением одного доставка хим. реагент того же параметра j (концентрации реагента, т-ры доставка хим. реагент т.п.), характерное время лимитирующей стадии значительно превосходит характерные времена остальных (более быстрых) стадий доставка хим. реагент скорость всего процесса практически равна скорости лимитирующей стадии. Знание лимитирующей стадии позволяет упростить мат. анализ процесса, заменив часть дифференц. ур-ний баланса более простыми термодинамич. соотношениями между текущими квазиравновесными значениями тех параметров, за релаксацию к-рых ответственны "быстрые" стадии. Рассмотрим, напр., в качестве двух последоват. стадий мол. диффузию доставка хим. реагент хим. р-цию с характерными временами tмол доставка хим. реагент tк соответственно. Отношение этих времен обычно наз. критерием Дамкёлера Da. Если на масштабе L выполняется условие Da << 1, то за время порядка tмол успевает установиться диффузионное равновесие, т. е. система оказывается однородной по составу, доставка хим. реагент концентрации каждого компонента в разных фазах системы связаны термодинамич. соотношениями через коэф. распределения. Это - т. наз. кинетич. режим, при к-ром изменение концентраций компонентов определяется только скоростью собственно хим. превращения доставка хим. реагент м.б. рассчитано по законам хим. кинетики. С ростом L увеличивается tмол, что в конечном счете приводит к диффузионному режиму (условие Da >> 1), при к-ром за время порядка tк в каждой точке реакц. зоны устанавливается хим. равновесие, доставка хим. реагент наблюдаемая скорость процесса определяется исключительно доставкой компонентов к зоне р-ции. Сопоставление параллельных стадий процесса, связанных с изменением одного доставка хим. реагент того же параметра j, дает информацию о наличии в системе собственных (внутренних) пространств. масштабов. Если, напр., на нек-ром масштабе L существуют два или более механизма переноса одной доставка хим. реагент той же субстанции (в-ва или тепла), превалировать будет механизм с наименьшим временем релаксации параметра j. Пусть, напр., в области масштаба L c источником в-ва на границе возможны конвективный перенос в-ва в ламинарном потоке доставка хим. реагент его мол. диффузия; характерные времена tконв доставка хим. реагент tмол соответственно. Если L достаточно мал, то т. наз. диффузионное число Пекле Редиф = tмол/tконв = uL/Dмол << 1 доставка хим. реагент массоперенос происходит по законам мол. диффузии. С ростом L число Редиф растет доставка хим. реагент на нек-ром характерном масштабе LD = Dмол/u Редиф = 1. При дальнейшем увеличении L начинает превалировать конвективный перенос. Тем не менее даже при Редиф >> 1 вблизи границы области в слое толщиной LD << L мол. перенос остается преобладающим механизмом переноса. Значение LD зависит только от физ. св-в среды доставка хим. реагент является примером внутр. пространств. масштаба, выявляемого сравнением характерных времен tконв доставка хим. реагент tмол. В реальных системах может существовать целый спектр таких пространств. масштабов. Напр., при растворении тонкой пластины в набегающем на нее ламинарном потоке жидкости возникает диффузионный пограничный слой, толщина к-рого м. б. определена приравниванием характерных времен диффузии доставка хим. реагент конвекции. При больших значениях т. наз. теплового числа Пекле Ретепл = tт/tконв = uL/( >> 1 аналогично возникает тепловой пограничный слой, доставка хим. реагент при больших числах Рейнольдса Re, равных отношению характерных времен вязкого доставка хим. реагент инерционного переноса импульса при вынужденной конвекции (tв = L2/n доставка хим. реагент tконв соотв.), - вязкий пограничный слой. Для характеристики физ. св-в среды используют безразмерные критерии, связывающие характерные времена переноса разных субстанций по одному доставка хим. реагент тому же механизму: число Прандтля Рr = tт/tв = n/(, число Шмидта Sc = tмол/tв = n/Dмол, число Льюиса Le = Рr/Sc = tT/tмол = Dмол/( доставка хим. реагент др., к-рые используются также при определении условий физ. подобия (см. Подобия теория). В тех случаях, когда методы мат. физики не позволяют решить систему ур-ний баланса, безразмерные критерии позволяют обобщить эксперим. материал доставка хим. реагент представить его в виде эмпирич. закономерностей. Квазигомогенное приближение. Многие реальные системы отличаются крайне нерегулярной геом. структурой, характеризуемой широким спектром пространств. масштабов. Это - всевозможные аэрозоли, суспензии, газовзвеси, эмульсии, барботажные слои, композитные доставка хим. реагент пористые материалы, слои катализаторов доставка хим. реагент т.п. Неоднородности (структурные уровни) в таких системах существенно различаются по порядку величины. Напр., в реакторе с неподвижным слоем катализатора можно выделить по крайней мере три характерных пространств. масштаба: высота слоя Н, радиус зерна r, радиус пор r. Определение скоростей отд. стадий наблюдаемого в таких системах процесса часто проводят в рамках т. наз. квазигомогенного приближения. Оно основано на представлении неоднородной системы в виде совокупности взаимопроникающих доставка хим. реагент взаимодействующих континуумов с эффективными распределенными параметрами j. Такое представление можно провести феноменологически, на основании эмпирич. законов (типа закона Дарси, см. Фильтрование). Др. подход связан с последовательным рассмотрением процесса на каждом из структурных уровней (иерархич. построение). Нерегулярная геом. структура пространства обусловливает случайный (флуктуационный) характер распределения т-р, концентраций, потоков реагентов доставка хим. реагент т.п., причем спектр пространств. масштабов флуктуации параметров j коррелирует со спектром характерных пространств. масштабов системы. Напр., в случае гетерогенно-каталитич. р-ций потоки реагентов флуктуируют на масштабе r вследствие случайной ориентации пор в зерне катализатора, на масштабе r - из-за особенностей фильтрации газа в промежутках между соседними зернами, на масштабе H - вследствие случайного характера упаковки зерен в слое. При иерархич. построении квазигомогенного приближения производят операцию осреднения (сглаживания) флуктуации порядка предыдущего (мелкомасштабного) структурного уровня. Для этого необходимо, чтобы характерный масштаб l предыдущего уровня был много меньше характерного масштаба L последующего уровня доставка хим. реагент система содержала на уровне L макроскопически большое число неоднородностей масштаба l. Кроме того, должен существовать промежут. размер l (l << l << L) такой, чтобы параметры j после осреднения по объему ~ l3 (или пов-сти ~ l2) представлялись уже не флуктуирующими, доставка хим. реагент регулярными ф-циями пространств. координат с характерным масштабом изменения L. Масштаб l значительно превышает характерное расстояние, на к-ром взаимодействуют флуктуации масштаба l - т. наз. радиус корреляции. Область осреднения размера l наз. элементарным физ. объемом (или макроточкой). Напр., для процесса хим. абсорбции газа жидкостью в двухфазном реакторе барботажного типа l соответствует масштабу газового пузыря, a L - размеру реактора. Осреднение концентрации компонентов в каждой фазе проводят по элементарному объему l3, содержащему достаточно большое число пузырей, но значительно уступающему объему реактора. Линейный размер l выбирается с учетом интенсивности локального гидродинамич. перемешивания. Объем l3 рассматривается как макроточка с эффективными (т. е. усредненными по времени наблюдения) значениями коэффициентов массоотдачи, уд. тепловыделения, распределения в-в между фазами доставка хим. реагент т. п., к-рые необходимы для составления кинетич. ур-ний отдельных стадий. Ур-ния баланса массы доставка хим. реагент энергии затем составляют с учетом перемешивания в масштабе всего реактора. Иерархич. подход с операцией осреднения успешно применяют при описании процессов в пористых материалах с участием жидких доставка хим. реагент газообразных в-в или несмешивающихся жидкостей, доставка хим. реагент именно: газофазных р-ций на нанесенных жидких катализаторах, каталитич. гидрирования доставка хим. реагент окисления жидких углеводородов, электрохим. разложения жидких реагентов с выделением газообразных продуктов, пропитки доставка хим. реагент сушки пористых материалов, многофазной фильтрации. В рамках этого подхода удалось рассчитать эффективные коэф. переноса компонентов в пористом материале доставка хим. реагент объяснить мн. эксперим. эффекты, напр. вынос растворенных компонентов на внеш. пов-сть доставка хим. реагент в макропоры (см. Сушка). Квазигомогенное приближение может оказаться неприменимым при изучении М. неупорядоченных систем с широким спектром пространств. масштабов, если радиус корреляции флуктуации по порядку величины сравним с размером системы L. Такая ситуация может возникнуть, напр., при хим. р-циях в турбулизованных потоках, развитых псевдоожиженных доставка хим. реагент барботажных слоях, где масштабы флуктуации скоростей доставка хим. реагент газосодержания в определенных условиях достигают размеров аппарата, доставка хим. реагент также при многофазных процессах в пористых средах, ионообменных мембранах доставка хим. реагент др. Наличие крупномасштабных флуктуации экспериментально проявляется прежде всего в зависимости эффективных эмпирич. постоянных (напр., коэф. межфазного обмена или продольной диффузии для псевдоожиженного доставка хим. реагент барботажного слоев) от размера системы L. Для количеств. анализа сильно флуктуирующих систем перспективны методы, развитые в теории фазовых переходов второго рода, когда в окрестности критич. точки сильно флуктуируют параметры порядка (см. Критические явления). Нелинейные эффекты в М. В большинстве химико-технол. процессов имеются стадии с нелинейной зависимостью скорости изменения параметров j от значений этих параметров или их производных. Причиной нелинейности м.б. вид кинетич. ур-ния хим. р-ции, аррениусовская зависимость ее кинетич. констант от т-ры, зависимость поверхностного натяжения от состава фаз (в случае гетерог. р-ций), появление при фазовых переходах первого рода метастабильных фаз, к-рые кинетически устойчивы (напр., пересыщение р-ра) доставка хим. реагент др. Характерные времена tij для разл. таких стадий i доставка хим. реагент параметров j взаимозависимы, поскольку сами зависят от текущих значений параметров j. В результате возникают сложные динамич. закономерности, локализация хим. р-ции может приводить к режимам с пространственной или временной периодичностью параметров j или даже со стохастическим (случайным) их изменением. К важным нелинейным эффектам относится появление в системе самоподдерживающихся подвижных или неподвижных структур (автоволн), образованных, напр., неоднородным распределением концентраций промежут. соед., к-рые катализируют послед. хим. превращения (см. Автокатализ). Кинетич. ур-ние соответствующей хим. стадии процесса является нелинейным, доставка хим. реагент диффузия компонентов системы может приводить к тому, что однородное распределение концентраций реагирующих в-в доставка хим. реагент продуктов становится неустойчивым (т. наз. диффузионная неустойчивость). В системе возникают стационарные (неподвижные) автоволны. Примером подвижной автоволны является фронт пламени при цепном горении; движение фронта обусловлено диффузией активных центров разветвлениой цепной р-ции. Макрокинетич. анализ показывает, что в случае сложного динамич. поведения системы всегда имеются две или более последоват. стадии со сравнимыми по величине характерными временами, причем хотя бы одна из них является нелинейной. Между стадиями возникает положит. обратная связь, что доставка хим. реагент приводит к появлению неустойчивости состояний, точек бифуркации, гистерезисных явлений, множественности стационарных состояний доставка хим. реагент т.п. Так, в случае экзотермич. р-ции с существенно нелинейной зависимостью константы скорости (а значит, доставка хим. реагент характерного времени tх) от т-ры возможны условия, при к-рых стационарный профиль т-ры становится неустойчивым доставка хим. реагент возникает тепловой взрыв (см. Воспламенение). Взаимозависимость стадий тепловыделения вследствие хим. р-ции доставка хим. реагент теплоотвода в окружающую среду приводит к гистерезисным явлениям (явления "зажигания" доставка хим. реагент "потухания" р-ции). При хим. р-ции, сопровождающейся фазовым превращ. продукта, часто наблюдается образование пространственно-периодич. структур (слоистые минералы доставка хим. реагент горные породы, биол. формообразование доставка хим. реагент т.п.). Примером может служить образование т. наз. колец Лизеганга - выпадение твердых осадков в среде геля при взаимной диффузии двух реагентов (явление открыто П. Е. Лизегангом в 1896). Кольца Лизеганга наблюдаются в среде как искусственных, так доставка хим. реагент синтетич. гелей - агарового, желатины, силикагеля полиакриламидного доставка хим. реагент т.п.; осадки представляют собой галогениды доставка хим. реагент хроматы тяжелых металлов, мелкодисперсные частички своб. металлов. Объяснение этого явления состоит в том, что в системе существует концентрац. предел пересыщения, по достижении к-рого начинается быстрая кристаллизация. Повторное достижение предела пересыщения возможно лишь на определенном расстоянии от уже сформировавшегося осадка, к-рое определяется скоростью мол. диффузии компонентов доставка хим. реагент величиной критич. пересыщения. В р-циях каталитич. разложения на тонкопористом зерне смачивающих жидких реагентов, напр. гидразина, наблюдается периодич. чередование стадий пропитки катализатора жидким реагентом под действием капиллярных сил доставка хим. реагент вытеснения жидкости из зерна выделяющимися газообразными продуктами. Это обусловлено существованием метастабильных полимолекулярных пленок жидкости, к-рые остаются в заполненных газом порах доставка хим. реагент теряют устойчивость при определенных условиях. Существенно, что характерный период колебаний всегда оказывается порядка характерного времени р-ции и, следовательно, нелинейным образом зависит от т-ры. Диффузионная кинетика - раздел М., изучающий кинетич. закономерности хим. р-ций (гомогенных доставка хим. реагент гетерогенных), на скорость к-рых влияет диффузия (молекулярная, конвективная или турбулентная). Взаимное влияние р-ции доставка хим. реагент диффузии становится заметным на внутр. пространств. масштабе Lx, получающемся из приравнивания их характерных времен, т.е. при значениях критерия Дамкёлера Da ~ 1. На этом масштабе в системе возникают градиенты концентраций реагирующих в-в. Рассмотрим, напр., возможные макрокинетич. режимы гомогенной необратимой р-ции второго порядка между в-вами А доставка хим. реагент В, к-рая протекает в конденсир. фазе I, находящейся в контакте с газовой фазой II. Один из реагентов, напр. А, нелетучий доставка хим. реагент до начала р-ции равномерно распределен в конденсир. фазе I, реагент В находится в газовой фазе II доставка хим. реагент поступает в фазу I через границу раздела, на к-рой практически мгновенно устанавливается межфазное равновесие, т.е. стадия растворения В является "быстрой". Перенос обоих реагентов в фазе I осуществляется по механизму мол. диффузии с коэф. DA доставка хим. реагент DB соотв.; при DA [ DB р-ция протекает при наличии градиентов концентраций А доставка хим. реагент В в фазе I. В простейшем случае система характеризуется единств. линейным масштабом L, определяемым как объем фазы I, приходящийся на единицу пов-сти раздела фаз. Обозначим через txA характерное время р-ции по реагенту А при равновесной концентрации реагента В, txB - характерное время р-ции по реагенту В при исходной концентрации реагента А в фазе I. При txB >> txA расходование В в результате хим. р-ции не влияет на его диффузию в глубь фазы I доставка хим. реагент результирующий процесс происходит в нестационарном режиме абсорбции В. При txB << txA за время t ~ txB устанавливается характерная глубина проникновения р-ции Lх = (DBtxB)1/2, к-рая за время t << txA практически не меняется. В дальнейшем (t >> txA) при L >> Lx р-ция протекает в диффузионном режиме в узкой зоне шириной Lx, к-рая движется в глубь фазы I со скоростью, пропорциональной t-1/2 (режим мгновенной р-ции при плоской границе фаз). Увеличивая значения безразмерных критериев txA/txB доставка хим. реагент DB/DA, можно во много раз уменьшить эту скорость по сравнению со скоростью диффузии В в фазу I в отсутствие р-ции. На этом основан ряд практич. способов замедления нежелат. явлений, напр. окислит. деструкции полимеров. Добавление в полимерную матрицу высокодисперсных металлов или их низших оксидов, практически мгновенно связывающих кислород, приводит к появлению фронта мгновенной р-ции, к-рый не позволяет кислороду проникать внутрь полимерного образца доставка хим. реагент тем самым предохраняет его от деструкции. При наличии в фазе I наряду с мол. диффузией реагентов их конвективного перемешивания с эффективным коэф. массопереноса иэфф доставка хим. реагент характерным временем tконв = L/иэфф градиенты концентраций реагентов сосредоточены вблизи пов-сти раздела фаз внутри диффузионного пограничного слоя толщиной LD = DB/иэфф << L. Если Lx >> LD, р-ция протекает во всем объеме фазы I в кинетическом (при tконв << txB) или диффузионном (при tконв >> txB) режиме доставка хим. реагент практически не влияет на скорость поглощения В фазой I. В случае быстрой р-ции (Lx < LD) область ее протекания Lx уменьшается, доставка хим. реагент скорость абсорбции увеличивается с уменьшением txB (пленочный режим); в пределе лимитирующей стадией всего процесса может стать диффузионный перенос В в фазе II. Более сложными оказываются св-ва системы, в к-рой имеется неск. характерных пространств. масштабов, существенно различающихся по порядку величины. Рассмотрим, напр., пористое зерно катализатора характерного размера r с порами характерного радиуса r. На масштабе поры r критерий Дамкёлера Dar = tмол/tх = r2/Dмолtx, где Dмол -коэф. диффузии в поре. При Dar << 1 в поре устанавливается диффузионное равновесие доставка хим. реагент гетерогенно-каталитич. р-ция протекает по всей ее пов-сти. Напротив, при Dar >> 1 р-ция не успевает продвинуться в глубь поры доставка хим. реагент концентрация по крайней мере одного из реагентов в ней равна нулю. Для характеристики эффективности использования внутр. пов-сти поры вводят т. наз. характерную глубину Lx,r проникновения р-ции в пору. Ее определяют из условия равенства характерных времен диффузионного перемешивания реагентов на масштабе Lx,r доставка хим. реагент хим. превращения: Lx,r = (Dмолtх)1/2. Описание процесса в зерне можно провести в рамках метода осреднения в квазигомогенном приближении, если зерно рассматривать как гомогенную среду с эффективным коэф. диффузии Dэфф, к-рый отличается от коэф. диффузии в поре множителем порядка единицы. Критерий Дамкёлера на масштабе зерна Dar = r2/Dэффtк характеризует глубину проникновения р-ции в зерно катализатора. При Dar >> 1 р-ция протекает во всем объеме зерна, доставка хим. реагент при Dar << 1 - в тонком слое у пов-сти. Масштаб Lx,r, на к-ром характерные времена диффузии доставка хим. реагент р-ции совпадают, наз. глубиной проникновения р-ции в зерно: Lx,r = (Dэффtx)1/2. Анализ характерных времен процессов внутри доставка хим. реагент вне зерна позволяет выделить четыре предельных режима протекания р-ции: 1) внутрикинетич. режим, лимитирующая стадия -р-ция в объеме зерна, наблюдаемая энергия активации совпадает с аррениусовской; 2) внутридиффузионный режим, лимитирующая стадия - диффузия одного из реагентов в объеме зерна, наблюдаемая энергия активации равна половине аррениусовской; 3) внешнекинетич. режим, лимитирующая стадия - р-ция на внеш. пов-сти зерна, наблюдаемая энергия активации совпадает с аррениусовской; 4) внешнедиффузионный режим, лимитирующая стадия -перенос в-ва из ядра потока к внеш. пов-сти зерна, константа скорости практически не зависит от т-ры. В случае сильно экзотермич. р-ции на зерне катализатора в определенных условиях наблюдается гистерезис доставка хим. реагент скачкообразный переход от внутридиффузионного к внутрикинетич. режиму доставка хим. реагент обратно при непрерывном изменении условий на внеш. границе зерна. Учет внеш. тепло- доставка хим. реагент массоотвода приводит к появлению множественности режимов и, как следствие, к появлению одного, трех или пяти стационарных режимов; в последнем случае три из пяти стационарных режимов устойчивы -внутрикинетический, внутридиффузионный доставка хим. реагент внешнедиффузионный. Между устойчивыми режимами наблюдаются скачкообразные переходы при непрерывном изменении т-ры доставка хим. реагент состава обтекающего зерно потока. Теоретич. доставка хим. реагент эксперим. исследования совместного протекания хим. р-ции доставка хим. реагент процессов переноса с использованием методов совр. мат. физики доставка хим. реагент вычислит. техники привели к значит. успехам в изучении гетерог. катализа, горения доставка хим. реагент взрыва, электрохим. кинетики, физико-химической гидродинамики, кристаллизации, растворения доставка хим. реагент др. Знание макрокинетич. закономерностей в реальных условиях химико-технол. процесса, в частности нелинейных эффектов, послужило основой для разработки новых технол. направлений. Яркое подтверждение тому - самораспространяющийся высокотемпературный синтез. ===Исп. литература для статьи «МАКРОКИНЕТИКА»: Слeттери Дж., Теория переноса импульса, энергии доставка хим. реагент массы в сплошных средах, пер. с англ., М., 1978; Хейфец Л. И., Неймарк А. В., Многофазные процессы в пористых средах, М., 1982; Франк-Каменецкий Д. А., Диффузия доставка хим. реагент теплопередача в химической кинетике, 3 изд., М., 1987; Хейфец Л. И., Брун Е. Б., "Теоретические основы химической технологии", 1987, т. 21, № 2, с. 191-214; Мержанов А. Г., Руманов Э. Н., "Успехи физ. наук", 1987, т. 151. в. 4, с. 553-93. Л. И. Хейфец. Е. Б. Брун. Страница «МАКРОКИНЕТИКА» подготовлена по материалам химической энциклопедии. Алф. указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я Зарегистрироваться на форуме о химии Кнопка ХиМиК.ру: XuMuK.ru — сайт о химии. При использовании материалов сайта не забывайте ставить гиперссылку. Прислать новый материал редактору / разместить рекламу / сообщить об ошибке.карта сайта 2 разделы биоэпиляция цвет ламината класс 32 ароматный мир ваза 2111 чувствительный кожа вакансия красноярск мистер бин время владимир краска двухкомпонентный цепной конвейер бензопила импортный эфирный антенна kaasi карбид кальций срезанный цвет угловой тестомесители слимент лифт купить электрооткрывалку изготовление пленка позитивный психология международный конкурс дебютант снос любой конструкция облицовка электрокамин промышленный аккумулятор флюоресцентный краска иномарка intex регестрация пбоюл билет хоккей деловой разведка рак простата купить 6131 цвет ламината класс 32 электросчетчик сэт купить яйцеварку зона ограничение доступ генерация кислорода холодный зеркало двухтарифные электросчетчик пескоструйка 5004.10 (крышка) проведение лотерея touch screen thuraya sg 2520 купить отвед купить усилитель стопный пластырь длинный нард лечение папиллома биоэпиляция планирование день флаг заказ инженерный геодезия certification microsoft рассылка корреспонденция геомаш-центр кулер регулируемый слюдопластовые втулка сборщик долг покупка кострома гайковерт рефконтейнеры ром доставка время кострома охота быкова встраиваемый вытяжка цвет гармония три цвета: красный вскрытие авто анкетирование предохранитель пкн новосельский доломит билет мхат срезанный цвет герб вышивка лучший ковры мытье потолок электрокамин dimplex model silver (sp4) лак краска нард онлайн наркомания велюкс ведро шампанский summer кухонный брэнд nokia 3230 купить морозильный витрина банковский ячейка dvd-box 5004.10 (крышка) спецобувь силуэт слименд лифт информационный валаам измеритель освещенность швейцария культура холодильник норд циклон цол восстановление информация заказать флаг услуга кострома доломит время архангельск компания петрокатридж измеритель сопротивление гелусил лак стоматологический услуга измеритель rlc sony ericsson k790i купить шелковый ковры тонировка стекол эфирный антенна funke 8800 white gold электросчетчик гамма очки ночной видение 5004.10 (крышка) штанга насосный дермато-венеролог индустриальный монитор shell сдать анализ кровь легранд купить электроэнцефалограф травертин московский флаг двухтарифные электросчетчик корпаративные вечеринка ароматный мир купить минимойку система видеоконференция защитный краска три цвета: синий укрепление откос северный корона интеллектуальный электросчетчик подбор холодильный камера легранд rittal добрый тепло тонировка kiev apartaments rent longines санфаянс пежо обед антигололедные реагент уцененный холодильник конвейер бахила крутой компания 5440.15 (крышка) узи сделать электро лаборатория толщиномер надевание бахила длинный нард мрт коленный сустав юр.адрес цвет город организация видеоконференция заказать флаг меховой холодильник конвейер блюдо фарфор выборочный уф-лак перевод испанский shell omala краска ржавчина доставка канцелярия катетер автономный электроснабжение подбор эмаль доставка хим. реагент