Módszerei növelve a kémiai reakciók
Jellegétől függően az anyagok alkotó a reakció rendszer révén kémiai egyensúlyt igényel bizonyos ideig során az áramlás a reverzibilis reakciókat. A jellemző értéket használjuk - a sebessége kémiai reakció.
A reakció sebessége - az érték azt mutatja, hogyan anyag koncentrációja egy egységnyi idő alatt.
Annak érdekében, hogy felgyorsítsa az elérését az egyensúly, szeretné növelni a reakció sebességét. A fő módja a növekvő a reakció sebessége a hőmérséklet növelése érdekében, a koncentráció változása, a bevezetése a katalizátor.
1. a hőmérséklet hatása Az. Kémiai reakciók homogén rendszerek (gázkeverék, folyékony oldatok) végezzük ütköztetéssel a részecskék. Azonban nem minden ütközés reagenst részecskék képződéséhez vezet a termékek. Csak részecskék megnövekedett energia - aktív részecskéket, amely képes a törvény a kémiai reakció. A növekvő hőmérséklet növeli a kinetikus energia a részecskék és az aktív fajok megnövekedett, ezért,
kémiai reakciók gyorsabban haladnak magas hőmérsékleten, mint alacsony hőmérsékleten
A növekedés a kémiai reakciók magas hőmérsékleten következik be, mint alacsonyabb hőmérsékleteken a reakció sebességét melegítéssel első közelítésben, engedelmeskedik a következő szabály:
amikor a hőmérséklet eléri a 10 0 C a vegyi reakciók arányát növeli a 2-4 alkalommal.
A függőség a reakció sebessége a hőmérséklet meghatározása szabály van't - Goff:
Szabály Vant - Hoff hozzávetőleges, és csak akkor érvényes hozzávetőleges becslése hőmérséklet hatását a reakció sebességét.
2.Vliyanie katalizátort. Katalizátorok - olyan anyagok, amelyek növelik az arány a kémiai reakció. Ezek kölcsönhatásba a reagensekkel, hogy így a köztiterméket, és a kémiai kiadta a végén a reakció.
A befolyás katalizátorok kémiai reakciók, az úgynevezett katalízis. A Az aggregáció, amely tartalmazza a katalizátort, és a reagensek, meg kell különböztetni:
homogén katalízis (katalizátor a reagensekkel képez homogén rendszerben, például, egy gázkeverék;
heterogén katalízis (katalizátor és reagáló szerek különböző fázisokban; katalízis a felület).
3. hatása a reaktánsok koncentrációja .Ha növekvő koncentrációban legalább egy a reagensek a kémiai reakció sebessége megnő összhangban a kinetikus egyenlet.
Tekintsük a teljes reakció egyenlete: aA + BB = cC + dD. Ahhoz, hogy ez a reakció kinetikai egyenlet formájában:
A kinetikai egyenlet könnyű megállapítani értelmében együttható arányosság k. úgynevezett állandó reakciósebesség. Ez számszerűen egyenlő a reakció sebességét, amikor a koncentráció az egyes reagensek 1 mól / l. A sebességi állandó függ a reaktánsok természetétől, de nem függ a koncentrációjuktól.
Homogén folyamatokat. azaz folyamatok homogén környezetben (folyékony vagy gáz-halmazállapotú keveréket elválasztás nélkül felületek külön a részek egymástól rendszer) viszonylag ritkák az iparban. Pure nehéz olyan homogén rendszerben, mint bármely anyag tartalmaz szennyeződéseket. Sok ipari folyamatok, a levegő tekinthető homogén közegben, ammónia oxidáció és ugyanaz a folyamat levegő jelenléte miatt a por, a nedvesség kell tekinteni egy heterogén környezetben. A nyersanyagot mindig szennyeződéseket is. Ezért csak feltételesen lehet elfogadni a homogén azok gyártási folyamatok zajlanak a gáz vagy folyadék fázisban. A homogén reakció-rendszerek gyorsabbak, mint heterogén. Végrehajtása és irányítása homogén zajló folyamatok homogén közegben, jelentősen megkönnyítette. A berendezés is könnyebb. Ezért, sok ipari eljárások egyaránt heterogén, mint a homogén fázisban kémiai folyamat a gáz vagy folyadék fázisban. A homogenizálás rendszer alatt egy kémiai reakció homogén közegben különböző módon az iparban:
1) a gázok abszorpcióját, páralecsapódás, oldódását vagy olvadási szilárd anyagok így a folyékony közegben, amelyben a reakciók végbemennek gyorsabb.
2) a folyadék elpárolgása vagy elválasztására gázfázisú a kívánt komponensek és a reakció kivitelezésére a gázfázisban.
A homogén eljárások a gázfázisban széles körben használják a technológiát a szerves anyagok. Elvégezni ezeket a folyamatokat a szerves anyag elpárolog, majd a gőzök feldolgozása vagy olyan módon gáz alakú összetevőt: klór, nitrogén-oxidok, kén-dioxid, stb Jelentős alkalmazás kapott gőzfázisú pirolízis, amelyben kémiai reakciók a bomlás végezzük gőzfázisban, bár a folyamat általában olyan heterogén, mivel a kémiai reakciók a gőzfázisban előzi lepárlásával szénhidrogének. A nagyszámú zajló folyamatok a folyékony fázisban, annak tulajdonítható, hogy a homogén eljárások semlegesítésében az alkáli ásványi sók technológia képződése nélkül szilárd sók.
A homogén eljárások általában a kinetikus rendszer, azaz, teljes folyamat által meghatározott sebességgel a sebesség egy kémiai reakció, így a minták számára megállapított reakciók is alkalmazható folyamatok fut a gáz és a folyékony közeg. A szempontjából kinetika, kémiai reakciók is osztályozhatók molekuláris, r. F száma szerint a molekulák részt vevő egyidejű elemi aktus kémiai átalakítás, és a reakció érdekében. Az, hogy a reakció az összege a kitevőket a koncentrációk a reagenseket a reakció kinetikus egyenlet. A legtöbb esetben, a sorrendben a reakció nem azonos molekulatömegével. Molekuláris reakciók sorolják mono -, bi és trimolekuláris és annak érdekében, - az első, a második és a frakcionált sorrendben.
1. monomolekuláris (unimolekulás) reakciót. Ezek közé tartoznak:
- reakció intramolekuláris átrendeződések A → D, például, izomerizáció, inverzió;
- bomlási reakció A → A + A”.
Példaként csak etán repedés
2. Dvumolekulyarnye (bimolekuláris), amely elemi esemény következtében fordul elő a találkozó két, mint a (2A) vagy eltérően (A + B) a molekulák a kiindulási anyagok. Bimolekuláris reakciók, viszont lehet osztani:
- addíciós reakció A → A + AA + B → AB és a bomlási 2A → A + A '
- egy szubsztitúciós reakciót vagy egy csere BB + A '→ AB + B'
- a reakció a kettős csere AA + BB '→ AB + A'B'
Azzal, hogy csatlakozott bimolekuláris reakciók közé tartoznak hozzákapcsolás atom egy molekula vagy csoport, a telítetlen vegyület és a telített molekuláris egyesület. Például,
A szubsztitúciós reakciók, vagy csere tartozik számos reakciók atomok és gyökök különböző molekulák. Egy tipikus reakció a kettős csere oldatban
3.Trehmolekulyarnye ahol találkozik, és belépnek a kémiai reakció a három molekula lehet addíciós reakció típusa és a csere rekombinációs reakció.
3A → D, 2A + B → A + A '... A + A' + B → A + A”....
Így folytatódik kölcsönhatása ferri-klorid és ón-klorid vizes oldatban
Minden ilyen típusú reakciók megfelel egy kinetikai egyenlete a reaktánsok koncentrációja az idő függvényében. Hatása a reagáló anyagok koncentrációit határozza meg a tömeghatás törvénye, ami egy alapvető törvénye kémiai kinetika. A függés hőmérséklete a kémiai reakció sebessége nagyban változik növekvő sorrendben reakció. És növekvő koncentrációban a kiindulási anyagok a reakciósebesség elérése egyensúlyi hozam növekszik a nagyobb, annál nagyobb a sorrendben a reakció. A reakció sebessége függ a legerősebben a reaktánsok koncentrációja, amelyek a legnagyobb mennyiségben a kémiai reakció egyenletet. A sebessége multimolekuláris reakciók növekvő koncentrációival gyorsabban fog nőni, mint a reakció sebessége az alsó megrendeléseket. Ahhoz, hogy javítsa a homogén rendszerek a következő technikákat használják koncentrációban a reagensek:
- a gáz: kiválasztása a gázkeverék egy sokkal koncentráltabb formában, préseléssel vagy cseppfolyósító, hígító gázok reakció az oldatban;
- a folyadékok párolgási, kifagyasztásával, amely lehetővé teszi, hogy telített oldatot nyerjünk a reagensek, illetve bemeneti további reagens az oldathoz.
Nyomás befolyásolja a növekedés sebessége és visszirányú számával arányos a reakció a reagáló molekulák. Így a nyomás a főként növekedése a reagensek koncentrációja, amely lényegében tárgya reakciók gáznemű közeg, különösen a mennyiségi csökkenés. A nyomás az arány reakciók oldatban alig befolyásolja. A keverést felgyorsítja a folyamatok előforduló a diffúziós régió cseréje miatt a lassú molekuláris diffúzió gyors konvektív szállításával reagensek a reakciózónába.