ВОПРОС 19

МАКРОКИНЕТИКА (от греч. makros - большой и 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 макрокинетики является изучение влияния на скорость хим. р-ций массо- и 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), а 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 и 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 и т-ры. Макрокинетика рассматривает хим. р-цию в макроскопич. системе в условиях, когда потоки в-ва и (или) тепла не успевают обеспечить одинаковое ее протекание одновременно в разных частях системы. В результате в системе возникают неоднородности, приводящие к локализации р-ции и характеризуемые внутр. пространств. масштабами, к-рые зависят от физ. и физ.-хим. св-в системы. Макрокинетич. анализ включает выявление таких масштабов и связанных с ними кинетич. (макрокинетич.) закономерностей, что необходимо для научного прогнозирования при расчете ипроектировании хим. реакторов, мат. моделировании химико-технол. процессов. С другой стороны, в ряде случаев макрокинетика позволяет судить о механизмах хим. р-ций и процессов переноса. В данной статье рассматривается общий подход к количеств. описанию одновременно протекающих в макроскопич. системе хим. р-ции и процессов переноса и обсуждаются нек-рые важные макрокинетич. закономерности. Этот подход применим для изучения не только хим. р-ций, но и 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) и др. (в дальнейшем такие параметры обозначаются буквой ). Наблюдаемый в неравновесной системе процесс однозначно связан с изменением пространств. распределения параметров , расчет к-рого проводится на основе макроскопич. ур-ний баланса массы, энергии и т.п.