САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

В зависимости от того, в каких фазах находятся участники ре­акции, выделяют различные двух- и трехфазные системы. Несмотря на специфические различия, все они объединены одним общим признаком: прежде чем произойдет химическая реакция, должен осуществиться перенос реагентов из ядра потока одной фазы к поверхности раздела фаз или в объем другой фазы.

Гетерогенные процессы протекают, как правило, на поверх­ности раздела фаз или на поверхности твердого катализатора в газофазных процессах.

Характерной чертой любого гетерогенного процесса является его многостадий ность — обязательное наличие наряду с одной или несколькими чисто химическими стадиями (химическими реакциями) стадий, которые можно охарактеризовать как физи­ческие (так как при их протекании не происходит химических превращений). Последние связаны с переносом вещества от од­ной фазы к другой, причем концентрации вещества в разных фа­зах (или же в ядре фазы и на поверхности раздела) рааличны. Разность концентраций является движущей силой этих процессов переноса (диффузии).

При протекании гетерогенных процессов собственно химиче­ская стадия может представлять собой как гетерогенную, так и гомогенную химическую реакцию. Например, гетерогенным бу­дет взаимодействие кислорода с сульфидами металлов при обжи­ге различных сульфидных руд. Однако реакция окисления молеку­лярным кислородом жидких углеводородов протекает как гомо­генная, хотя реагенты и находятся в разных фазах, так как в химическую реакцию вступает не газообразный, а растворенный кислород. Гетерогенной в этом случае будет не химическая реак­ция, а предшествующая ей диффузионная стадия растворения кислорода.

Таким образом, гетерогенные процессы многостадийны. В об­щем случае скорости отдельных стадий, составляющих гетероген­ный процесс, могут существенно различаться и в разной степени зависеть от изменения параметров технологического режима. На­пример, такой фактор, как температура, с разной интенсивно­стью влияет на скорость химической реакции и скорость переноса веществ путем диффузии. При рассмотрении скорости гетероген­ного процесса с использованием уравнения (2.3) будем учиты­вать, что скорость не зависит от площади поверхности раздела фаз.

Так как конечный результат любого химико-технологического процесса — образование продукта в результате химического пре­вращения, то скорость гетерогенного процесса в любом случае не может быть выше скорости химической реакции. Как бы быстро ни осуществлялся перенос вещества от одной фазы к другой, сам по себе этот перенос еще не приводит к образованию продукта. Одновременно скорость гетерогенного процесса не может быть больше и скорости диффузионного переноса вещества, так как он предшествует химической реакции.