Реферат: Гетерогенный катализ - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Гетерогенный катализ

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 320 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Гетерогенный катализ. Гомогенно-каталитизируемое превращение протекает в одной фазе, где сме шаны и реагенты, и катализатор, и продукты. В гетерогенно-катализируемом превращении катализа-тор образует отдельную фазу, а химический элемент арный акт протекает на её поверхности и пространственно как бы отделён о т основной массы и реагентов, и продуктов. Поэтому для кинетического мод елирования этого сложного превращения его необходимо представить как результат суперпозиции нескольких элементарных процессов. Это: - 1) Диффузия реагента из объёма к поверхности катализатора (массоперенос). - 2) Адсорбция реагента на поверхности катализатора. - 3) Химическое превращение реагента в продукт на поверхности катализато ра. - 4) Десорбция продукта с поверхности катализатора. - 5) Диффузия продукта от поверхности катализатора в объём (массоперенос). Эти элементарные процессы удобно математически вначале смоделировать по отдельности: Диффузия из объёма к поверхности (12.1) ; (12.2) Уравнение массопереноса под влиянием диффузии имеет первый порядок по концентрации. Формально оно не отличается от обычного кинетического уравнения. Диффузия - процесс активационный с относитель но небольшой энергией активации - всего около 4-9 кДж/моль. 2) Режим диффузионнный и режим кинетический. В стационарном режиме скор ость химического превращения на поверхности равна скорости диффузии в ещества из объёма к поверхности: ; (12.3) Отсюда появляется две возм ожности -два возможных режима процесса: (12.4) 3)Адсорбция на поверхности. Уравнение Лангмюра для одн ого адсорбата. ; ; ; (12.5) Кривая Лангмюра в области начала кривой адсорбции може т быть заменено более простым уравнением Бедекера-Фрейндлиха: Рис.24. Кривая адсорбции. 3.1) Адсорбция на поверхност и. Уравнение Лангмюра для нескольких адсорбатов. В таком случае (12.6) ® ( масса /площадь ) Это уравнение полезно для формально - кине тического описания гетерогенно - каталитических реакций 3.2) Активированная адсорбц ия. Изобара Тэйлора. Хемосорбция. Пример высокой энергии активации при адсорбции и её причины. Е*=40-80 кДж/моль . Кривая хемосорбции отражает смешанный механизм поглощения вещества п оверхностью и не имеет точного количественного описания. Рис. 25. Кривая ад сорбции водорода на никеле или на кизельгуре Рис .26. Изобара хемосорбции. 4) Поверхностный гетероген но-каталитический процесс (общие сведения). . (12.7) (12.8) (12.9) 4.1) Поверхностный гетероге нно-каталитический процесс (частная модель). (Механизм Лангмюра-Хиншельвуда для гетерогенно-каталитической реакции ) Для гетерогенно-каталитической ре акции формулы 12.9 означают: (12.10) 4.2.1) Рассмотрим частные случ аи. Для определённости выделим пару реагент-продукт: , где . (12.11) Основные случаи следующие: 1) Продукт M адсорбируется слабее реагента A: а ) Наблюдаем :1-й порядо к по реагенту A б) Наблюдаем: 0-й по рядок по реагенту A 2) Реагент A адсорбируется слабее продукта, а продукт M адсо рбируется очень сильно: Проду кт M тормозит реакцию. 4.3) Приведём несколько различных вариантов протекания гетерогенного кат ализа в реакциях разложения соединений на металлических катализаторах . (см. А.В. Раковский, Курс физической химии, стр.510-511): 4.3.1. Слабая адсорбция. Молекулы покрывают лишь малую часть катализатора: Так протекает разложение Порядок перв ый. 4.3.2. Средняя адсорбция реагирующего газа: Разложение . Порядок дробный - согласуется с уравнением адсорбции Бедекера- Ф рейндлиха. 4.3.3. Реагирующее вещество адсорбируется слабо, а продук т со средней силой: 4.3.4. Реагирующий газ адсорбируется слабо , продукт сильно : на Pt : 4.3.5. Реагирующий газ адсорбируется сильно: на W: нулевой порядок по аммиаку. Рассмотрим классический при мер – газофазную реакцию: H 2 +1/2O 2 = H 2 O Истинный механизм этой реакции состоит из многих стад ий (до 30). Существуют различные подходы к его описанию. Выделим лишь некото рые наиболее характерные стадии, и введём очень упрощённую модельную сх ему, пригодную для классификации основных элементарных превращений, и с их помощью выделим главные особенности и выявим возможные режимы проте кания всего процесса. Они возникают из-за конкуренции стадий разветвлен ия и обрыва. Приводимый ниже механизм реализуется при невысоких давлени ях (несколько десятков тор) (см. М.Н. Варгафтик, «Химическая кинетика» кафе дральное пособие МИТХТ под ред. акад. Я.К. Сыркина, 1970, стр. 89, а также учебник « Физическая химия» под ред. К.С. Краснова, стр. 608). Основные стадии представи м в нижеследующей таблице. Упрощённый механизм разветвлённой цепной реакции H 2 +O 2 = H 2 O Баланс активных центров на отдельных стадиях Скорости элементарных стадий № Элементарные реа кции Исх. Кон. Скорость Природа стадии 1 H 2 + O 2 ® 2 HO · я я r 1 =k 1 [H 2 ][O 2 ] Зарождение 2 HO · + H 2 ® H 2 O + H · я я r 2 =k 2 [H 2 ][HO · ] Продолжение 3 H · + O 2 ® HO · + O ·· я ? я я ( · · ) r 3 =k 3 [O 2 ][H · ] Разветвление 4 O ·· + H 2 ® HO · + H · ( · · ) я я r 4 =k 4 [H 2 ][O ·· ] 5 H · + O 2 + M ® HO 2 · + M я ( · ) r 5 =k 5 [M][O 2 ][H · ] квадрат. Обрыв 6 H · + M ® 1/2 H 2 + M я r 6 =k 6 [M][H · ] линейн. Стадия 4 считается разветвл ением (см. Панченков – Лебедев, стр.261, табл.27), поскольку здесь происходит пр остранственное разделение двух свободных валентностей; из единого цен тра возникают два пространственно независимых. Элементарные акты лине йного обрыва (стадия 5) происходят на стенке. (На стадии 5, а далее и 6 более стр ого следовало бы частицы M заменить удельной поверхностью стенки S). Акты к вадратичного обрыва происходят в объёме, а на стенке обрыв уже мономолек улярный (стадии 5 и 6). Теория пределов взрыва приведена у Панченкова и Лебед ева, а также у Лейдлера... В реакционной газовой смеси (в пламени) содержится до 18% атомарног о водорода. Для расчёта режимов образования и расходования этих наиболе е активных частиц вводится упрощение, называемое методом полустациона рных концентраций Н.Н.Семёнова, который состоит в том, что квазистациона рное приближение вводится только для менее активных частиц. Концентрац ия наиболее активных частиц в принципе не может быть стационарной. На эт ой основе удаётся принципиально упростить схему её расчёта. (9.1) 1) Цепной разветвлённый процесс есть результат суперп озиции стадий четырёх типов: зарождения, продол жения, разветвления и об рыва. На стадии продолжения число активных центров остаётся неизменным. Поэтому желательно в уравнении 3) от неё изба виться, и сосредоточиться на трёх основных стадиях, конкуренция которых формирует специфику именно раз ветвлённого процесса. 2) Поскольку за разветвление ответственны наиболее акти вные частицы - атомарный водород, то цель преобразо ваний состоит в том, ч тобы именно его концентрацию ввести всюду в явном виде. Равенство позволяет запис ать: . Благодаря уравнению 2) из главного в нашей задаче уравнен ия 3) : а) исключаем скорость , и б) заменяем скорость скоростью , и получаем формулу (9.2). (9.2) Режимы разветвлённой цепной реакции Конкуренция разветвления и обрыва f -скорость разветвления цепи и F - фактор разветвления, g -скорость обрыва цепи и G - фактор обрыва: Режимы образования и гашения активных центров n: (9.3) Полученное выражение предсказывает два предельных р ежима режима изменения концентрации активных центров, (см. рис.): а)-при дом инирующем обрыве цепи система стационарно насыщается активными центра ми; б)-при доминирующем разветвлении активные центры способны неогранич енно накапливаться. Эти предельные режимы цепной разветвлённой реакции следующие: В результате конкуренции разветвления и обр ыва возникает специфический механизм цепной разветвлённой реакции , зависящий от многих факторов . В книге Лейдлера (стр .194) ра ссматриваются взрывные пределы этой реакции . Цитируем : “Реакция водорода с кислородом протекает со скоростями , удобными для из мерения между 450 и 600 о С ; выше этого интервала все смеси взрываются . Ес ли стехиометрическую смесь (H 2 ;O 2 ) держать при (T; p)=(550 о С ; 2 тор ), то протекает гомогенная реакция . С постепенным повышени ем давления скорость реакции увеличивается . При некотором критическом давлении , величино ю в несколько миллиметров (его точное з начение зависит от размеров и формы ре акционного сосуда ), смесь взрывается . Если смесь выдерживать при p =200 тор , то вновь протекает спокойная стационарная реакция , но , если давление понизить , то при p =100 тор смесь взорвётся . Таким образом при это й температуре имеется некоторый интервал д авлений , вну т ри которого наблюдаетс я взрыв , а выше и ниже его реакция протекает со стационарной скоростью . Выше 600 о С смесь взрывается п ри всех давлениях , а ниже 400 о С не взрывается совс ем . Два взрывных предела называют первым и вторым или верхним и нижним. Существует также и третий предел при ещё более высоких д авлениях. Иногда этот третий предел является просто термическим предел ом; и в этих случаях скорости реакций становятся настолько высокими, что условие изотермичности не сохраняется. Такие взрывы, которые происходя т за счёт повышения температуры реакционной системы, называют термичес кими (тепловыми) . Существуют доводы и в пользу того, что взрыв при третьем пределе в системе (H 2 ;O 2 ) не является термическим, а происходит за счёт внезапног о повышения концентрации активных центров-свободных радикалов...”. Заключени е. Предлагаемое пособие не учебник, а лишь краткий конспект. В русской вузо вской литературе имеется превосходный пример авторского текста, не пре тендующего на исчерпывающую полноту изложения, но вскрывающего автор с кую репетицию перед решающим аудиторным лекционным представлением. Эт о блестящий «Конспект лекций по квантовой механике» великого Энрико Фе рми, бывшего «собратом по цеху» и оставшегося непревзойдённым образцом для подражания. В химии, насколько мне известно, подобные попытки ещё не п редпринимались ... Может быть, в наше информационно - перегруженное время о пыт окажется полезным... Во всяком случае, Ваш покорный слуга старался вся чески выделить и никоим образом не скрыть основные первоисточники и тех авторов, мыслями которых он беззастенчиво пользовался как своими собст венными... За пределами наших возможностей вынужденно остались вопросы ф ерментного катализа. К сожалению, стиль неполноты диктуется нынешними мучительными условия ми преподавания в вузе вкупе с причудливыми требованиями, которые предъ являют ретивые вожди интеллектуального конвейера. Всероссийские дела на рубеже тысячелетий всё более и более напоминают известный американс кий роман «Бумага Мэтлока», и трудно ожидать скорого выправления положе ния. Всё же надежда умирает последней... В завершение хотелось бы отвлечь читателя от сугубо профессиональной т емы и вспомнить простую истину, что столпом высшего образования России в сегда было гуманитарное начало. А потому в качестве эпилога можно к нему и обратиться, и предложить читателю кое-что для размышления (или для разв лечения) - как хотите! ... Вспомним только, что грозной ядерной энергетике XX века непосредственно предшествовала созданная в его первой трети в нашей стране великим Н.Н. С емёновым и его блестящими сподвижниками Я.Б. Зельдовичем и Ю.Б. Харитоном кинетика химического (да и ядерного тоже !) горения и взрыва...
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Во время новогодних праздников главное — это полностью не врасти в диван.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Гетерогенный катализ", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru