فرآیند شیمیایی چیست؟ فرایند شیمیایی: ماهیت و نقش در طبیعت

تبدیل متقابل از ترکیبات مشاهده شده در طبیعت، و رخ می دهد به عنوان یک نتیجه از فعالیت های انسانی می تواند به عنوان فرایندهای شیمیایی است. واکنش دهنده می توانید در آنها را به عنوان دو یا بیشتر از مواد در یک یا در کشورهای مختلف از تجمع باشد. با توجه به این تمایز بین سیستم های همگن و یا ناهمگن ساخته شده است. از شرایط و ویژگی های خاص از نقش فرایندهای شیمیایی در طبیعت خواهد شد در این مقاله بحث شده است.

چه شده است واکنش شیمیایی به معنای

اگر نتیجه تعامل از مواد شروع در معرض تغییر بخش هایی از مولکول ها و اتهامات اتمی هسته یکسان هستند، در مورد واکنش های شیمیایی و یا فرآیندهای گویند. محصولات تشکیل به عنوان یک نتیجه از دوره خود، مرد در صنعت، کشاورزی و خانواده استفاده می شود. تعداد زیادی از تعاملات بین مواد رخ می دهد، همانطور که در زندگی و غیر زنده در طبیعت است. فرایندهای شیمیایی هستند تفاوت اساسی از پدیده های فیزیکی و خواص رادیواکتیویته است. در این مواد جدید تشکیل مولکول، در حالی که فرایندهای فیزیکی از ترکیب بندی ترکیبات تغییر نمی دهد، و واکنش های هسته ای اتم رخ می دهد عناصر شیمیایی جدید است.

شرایط شیمی فرآیند

آنها ممکن است متفاوت و بستگی دارد در درجه اول در ماهیت معرف ورودی انرژی لازم را از خارج، و همچنین دولت از تجمع (مواد جامد، راه حل، گازها) که در آن فرایند رخ می دهد. مکانیسم شیمیایی از تعامل بین دو یا بیشتر ترکیبات ممکن است تحت عمل کاتالیزور (به عنوان مثال، اسید نیتریک)، دما (تولید آمونیاک)، انرژی نور (فتوسنتز) انجام شده است. با کمک آنزیم ها در طبیعت زندگی واکنش شیمیایی فرآیندهای تخمیر گسترده (الکل، اسید لاکتیک، اسید بوتیریک) مورد استفاده در صنایع غذایی و میکروبیولوژیکی. برای محصولات در صنعت سنتز آلی، یکی از شرایط اصلی حضور یک مکانیسم رادیکال های آزاد فرآیند شیمیایی است. برای مثال می توان به آماده سازی متان کلر (دی کلرومتان، تری کلرو، تتراکلرید کربن تولید شده در نتیجه از واکنش های زنجیره ای.

کاتالیزور همگن

آنها انواع خاصی از تماس بین دو یا چند مواد هستند. جوهر از فرآیندهای شیمیایی در فاز همگن باشد (به عنوان مثال، گاز - گاز) شامل شتاب دهنده واکنش، به انجام واکنش در کل مخلوط حجم. اگر کاتالیزور در دولت کل همان است، و این که واکنش دهنده ها، آن را به شکل مجتمع با ترکیبات شروع میانی قابل حمل

کاتالیزور همگن - یک فرایند شیمیایی اساسی، انجام شده است به عنوان مثال، در پالایش نفت، تولید بنزین، نفتا، نفت گاز، و سایر سوخت ها. این است که به فن آوری های مانند اصلاح، ایزومریزاسیون، ترک خوردگی کاتالیزوری استفاده می شود.

تجزیه ناهمگن

در مورد تجزیه ناهمگن، تماس از واکنش دهنده ها اغلب روی سطح جامد از کاتالیزور رخ می دهد. این به اصطلاح سایت های فعال تشکیل شده است. این مناطق که در آن تعامل رجنتس بسیار سریع است، به عنوان مثال سرعت واکنش است بالا. آنها گونه های خاص هستند، و نقش مهمی بازی نیز در صورتی که فرایندهای شیمیایی در حال وقوع در سلول های زنده. واکنش های متابولیکی - سپس در مورد سوخت و ساز بدن صحبت کنید. نمونه هایی از تجزیه ناهمگن آماده سازی صنعتی سولفات اسید است. کنتاکتور مخلوط گازی دی اکسید گوگرد و اکسیژن گرم و عبور از قفسه های مشبک پر شده با پودر ذرات اکسید وانادیوم، سولفات وانادیل یا VOSO _{4 است.} در نتیجه محصول - تری اکسید گوگرد است و سپس توسط اسید سولفوریک غلیظ جذب می شود. مایع تشکیل، به نام ولم. می توان آن را با آب رقیق برای به دست آوردن غلظت مورد نظر سولفات اسید.

ویژگی واکنش حرارتی

جداسازی یا جذب انرژی به شکل گرما از اهمیت عملی است. کافی است به یاد سوخت واکنش احتراق: گاز طبیعی، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس. آنها نشان دهنده فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی، مهم مشخصه گرمای احتراق است. واکنش حرارتی در جهان آلی گسترده، و در طبیعت بی جان هستند. به عنوان مثال، در طول برش هضم پروتئین، چربی و کربوهیدرات تحت تاثیر مواد فعال بیولوژیکی - آنزیم ها.

انرژی آزاد شده در قالب اوراق قرضه غنی از انرژی از مولکول ATP ذخیره می شود. واکنش ناهمگونی همراه با آزاد شدن انرژی که بخشی از آن به صورت گرما تلف. به عنوان یک نتیجه از هضم، هر گرم پروتئین فراهم می کند 17 کیلوژول 2 نشاسته - 17، 2 کیلوژول چربی - 38.9 کیلوژول. فرایندهای شیمیایی که با انتشار انرژی رخ می دهد گرمازا نامیده می شود، و با جذب آن - گرماگیر. در صنعت، ترکیبات آلی و فن آوری های دیگر محاسبه اثرات حرارتی واکنش حرارتی. این مهم است، به عنوان مثال، به درستی محاسبه میزان انرژی مورد استفاده برای گرم کردن راکتور سنتز و ستون، که در آن واکنش رخ همراه با جذب حرارت.

سینتیک و نقش آن در تئوری فرآیندهای شیمیایی

سرعت محاسبه ذرات واکنش (مولکول ها، یون) - مشکل اصلی صنعت است. راه حل او منافع اقتصادی و سودآوری چرخه فن آوری در صنایع شیمیایی فراهم می کند. برای افزایش سرعت چنین واکنش مانند سنتز آمونیاک عوامل تعیین از 30 MPa هستند تغییرات فشار در مخلوط گاز نیتروژن و هیدروژن، و جلوگیری از افزایش شدید درجه حرارت (دمای بهینه 450- 550 درجه سانتی گراد است).

فرایندهای شیمیایی مورد استفاده در تولید اسیدهای سولفاته، یعنی سوزاندن پیریت، اکسیداسیون دی اکسید گوگرد، تری اکسید گوگرد، جذب ولم است از تحت شرایط مختلف انجام شده است. برای این کار، استفاده از پیریت کوره و کنتاکتور. آنها را به حساب غلظت واکنش دهنده ها، دما و فشار است. همه این عوامل در ارتباط هستند واکنش نشان می دهند با بیشترین سرعت، که باعث افزایش سولفات اسید به عملکرد 96-98٪.

گردش مواد، هر دو فرایندهای فیزیکی و شیمیایی در طبیعت

ضرب المثل شناخته شده "جنبش - زندگی است" را می توان به عناصر شیمیایی از ورود به انواع روابط متقابل (ترکیب واکنش، جایگزینی، تجزیه، ارز) اعمال می شود. مولکول ها و اتم از عناصر شیمیایی از ورود در یک حرکت مداوم. یکی از دانشمندان، همه از بالا انواع واکنش های شیمیایی را می توان با پدیده های فیزیکی همراه: حرارت آزاد یا جذب فوتونها از اشعه های نور، تغییر دولت از تجمع. لیتوسفر، هیدروسفر و اتمسفر، زیست کره: این فرآیند در هر پوسته زمین رخ می دهد. مهمترین این چرخه از موادی مانند اکسیژن، دی اکسید کربن و نیتروژن هستند. در زیر ما به عنوان گردش نیتروژن در اتمسفر، خاک رخ می دهد، و موجودات زنده در نظر بگیرید.

تبادلات نیتروژن و ترکیبات آن

آن را به خوبی شناخته شده است که نیتروژن یک بخش ضروری از پروتئین است، و در نتیجه در شکل گیری هر و همه گونه از حیات بر روی زمین شرکت می کند. آمونیوم، نیترات و نیتریت یون: نیتروژن توسط گیاهان و حیوانات در شکل یون جذب می شود. گیاهان حاصل از فرم فتوسنتز نه تنها قند بلکه اسیدهای آمینه، گلیسرول، اسیدهای چرب است. همه از ترکیبات شیمیایی بالا از محصولات واکنش در چرخه کالوین اتفاق می افتد. دانشمند برجسته روسی K. Timiryazev، صحبت از نقش کیهانی از گیاهان سبز، با در نظر، به ویژه، و توانایی خود را برای سنتز پروتئین است.

گوشت از قربانیان - گیاهخواران پپتیدهای از غذاهای گیاهی، و گوشتخواران هستند. در آن زمان تحت تاثیر باکتری های خاک saprotrophic فاسد بقایای گیاهان و حیوانات است فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی پیچیده وجود دارد. به عنوان یک نتیجه از نیتروژن خود را از ترکیبات آلی در ادامه به فرم معدنی (آمونیاک تشکیل، نیتروژن آزاد، نیترات ها و نیتریت). بازگشت به جو و خاک، همه این مواد جذب شده توسط گیاهان است. نیتروژن وارد پوست از طریق روزنه برگ، و راه حل های از اسید نیتریک و اسید نیتروژن و نمک آن توسط ریشه موها از ریشه های گیاه جذب می شود. چرخه تبدیل نیتروژن بسته است به تکرار دوباره. جوهر از فرایندهای شیمیایی در حال وقوع با ترکیبات نیتروژن در طبیعت است و جزئیات آن در آغاز قرن 20 توسط DN Pryanishnikov دانشمند روسی مطالعه قرار گرفت.

متالورژی پودر

فرایندهای شیمیایی مدرن و فن آوری در حال ساخت یک سهم قابل توجهی در ایجاد مواد با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد. این بسیار مهم است، به ویژه برای دستگاه های و تجهیزات از پالایشگاه های نفت، شرکت های تولید معدنی اسیدهای، رنگ، رنگ، پلاستیک. در ساخت آنها مبدل های حرارتی استفاده می شود، دستگاه تماس، ستون سنتز، خطوط لوله. سطح تجهیزات در تماس با رسانه های تهاجمی تحت فشار بالا است. علاوه بر این، فرآیندهای تولید تقریبا همه شیمیایی در دماهای بالا انجام شده است. موضعی به دست آوردن مواد با خواص مقاومت حرارتی و اسید بالا، ضد خوردگی.

متالورژی پودر شامل فرآیندهای برای تولید پودرهای فلزی و پخت معرفی آلیاژهای مدرن مورد استفاده در واکنش با مواد شیمیایی تهاجمی.

کائوچو و مواد مرکب و اهمیت آنها

در بین فناوری های مدرن، فرایندهای شیمیایی مهم ترین آنها عبارتند تولید واکنش از مواد کامپوزیت. این خدمات عبارتند از فوم، سرمت norpapalsty. به عنوان ماتریس مورد استفاده برای تولید فلزات و آلیاژهای، سرامیک، پلاستیک. به عنوان پر کننده استفاده کلسیم سیلیکات، خاک رس سفید، استرانسیم و باریم Ferriday. همه از مواد بالا را مواد کامپوزیت مقاومت در برابر ضربه، گرما و مقاومت در برابر سایش.

یک تکنولوژی شیمیایی چیست

صنعت، علم با مطالعه ابزار و روش های مورد استفاده در واکنش اولیه پردازش مصالح: نفت، گاز طبیعی، زغال سنگ، مواد معدنی، به نام تکنولوژی شیمیایی. به عبارت دیگر، علم فرایندهای شیمیایی رخ عنوان یک نتیجه از فعالیت های انسانی. همه پایه نظری خود را تا ریاضیات، سایبرنتیک، شیمی فیزیک، اقتصاد صنعتی. مهم نیست که چه فرایندهای شیمیایی در فن آوری (دریافت تجزیه اسید نیترات از سنگ آهک، سنتز پلاستیک فنل فرمالدئید) - در شرایط فعلی غیر ممکن است بدون سیستم های کنترل خودکار به منظور تسهیل فعالیت های انسانی، به استثنای آلودگی و اطمینان از یک تکنولوژی مستمر و غیر زباله در تولید مواد شیمیایی.

در این مطالعه، ما نمونه هایی از فرآیندهای شیمیایی مورد بررسی قرار، هر دو در طبیعت (فتوسنتز، ناهمگونی، چرخه نیتروژن) و در صنعت است.