Гетерогенді химиялық процестер. Газ-сұйықтық жүйесіндегі процестер (Г-С), сұйық-қатты (С-Қ) жүйесіндегі процестер, газ-қатты (Г-Қ) жүйесіндегі процестер
14.Гетерогенді химиялық процестер. Газ-сұйықтық жүйесіндегі процестер (Г-С), сұйық-қатты (С-Қ) жүйесіндегі процестер, газ-қатты (Г-Қ) жүйесіндегі процестер. Гетерогенді процесс деп реагенттері әр түрлі фазаларда болатын химиялық-технологиялық үрдістерді айтады.
Гетерогенді катализде катализатор реакцияға түсетін заттардан бөлек фаза құрайды да, каталитикалық процесс жүйенің бөліну шекарасында өтеді.Гетерогенді катализаторлар ретінде металдар мен олардың оксидтері және т.б. пайдаланылады.Катализде микрогетерогенді катализ ерекше орын алады,онда катализатор коллоидты немесе жоғары молекулалық күйде болады. Мысал ретінде, биокатализатор-ферменттерінің әсерінен жүретін барлық биопроцестерді келтіруге болады.
Кез келген гетерогенді химиялық үрдіс 3 бірінен соң бірі кезектесіп жүретін сатыдан:
• Фазалар айыру бетіне бастапқы реагенттердің диффузиялауы;
• Химиялық реакция;
• Реакция аймағынан түзілетін реакция өнімдерін диффузиялаудан тұрады.
Гетерогенді реакцияның жылдамдығы – фазалар айырымының аудан беті бірлігінде және кесімді уақытта рекцияға түскен немесе реакция нәтижесінде түзілген заттардың мөлшерімен өлшенеді.
Гетерогенді деп екі немесе одан да көп фазалары бар жүйелерді айтады. Мысалы, екі фазалы жүйелер: газ–сұйық (Г–С), газ–қатты дене (Г–Қ), сұйықтық–сұйықтық (араласпайтын) (С–С), сұйықтық–қатты дене (С–Қ) және қатты дене– қатты дене (Қ–Қ).
Өндірістік тәжірибеде гомогендіге қарағанда, гетерогенді үрдістер көбірек тараған. Әдетте үрдістің гетерогенді сатысы (масса өту) диффузиялық сипатқа ие болады, ал химиялық реакция газды немесе сұйық ортада гомогенді өтеді. Бірақ бірқатар өндірістерде үрдістің жалпы жылдамдығын анықтайтын Г – С, Г – Қ, С – Қ шекарасында гетерогенді реакциялар жүреді.
Химия өнеркәсібінде Г-Қ жүйесінде каталитикалық емес үрдістер кең қолданылады. Оларға қатты сорбенттерде газдардың абсорбциясы мен десорбциясы, қатты заттарды буландыру және буларын конденсациялау, қатты отынның пиролизі, қатты материалды әртүрлі күйдіру түрлері жатады.
Адсорбция – қатты сорбенттер бетімен газдарды сіңіру процесі. Газдар адсорбциясын ұшқыш еріткіштерді ұстап қалу үшін қолданады.
Адсорбция ауаны улы газдармен булардан тазалау үшін, күрделі газды қоспаларды құрамдастарға ажырату үшін және т.б. қолданады. Адсорбция мен десорбция гетерогенді катализінде белгілі рөл атқарады, өйткені олар заттың каталитикалық түрленуінің кезеңдері. Адсорбциялық үрдістер тек қатты сорбент бетінде өтеді.
Кейбір өндірістік Г-Қ жүйелердегі жоғары температуралық үрдістер автоклавтарда, жанасу аппараттарда, қазандарда, буландыру аппараттарында және т.б. жүргізіледі.
