а) Г-Т: адсорбция, десорбция, возгонка, обжиг руд, окисление металлов, горение твердых топлив;

б) Ж-Т: адсорбция, десорбция, растворение, кристаллизация и др.;

в) Г-Ж: абсорбция, десорбция, испарение растворителя из раствора (кон центрирование) конденсация и др.;

г) несмешивающиеся жидкости (Ж-Ж) - экстракция, эмульгирование;

д) несколько различных твердых фаз (Т-Т) - спекание, перекристаллизация, многие процессы силикатной промышленности (получение цемента).

Для взаимодействия реагентов в гетерогенной системе необходим перенос вещества из одной фазы в другую. В этом случае характерно одновременное протекание химической реакции и процессов переноса.

Гетерогенный процесс включает несколько одновременно совершающихся последовательных этапов.

Если по реакции образуется не только газообразный, но и твердый продукт, то картина усложняется. Процесс складывается из 5 этапов, так как добавляются диффузия исходных газообразных реагентов и газообразных продуктов через слой твёрдого продукта.

Скорость гетерогенного процесса определяется относительными скоростями отдельных стадий реагирования и может лимитироваться наиболее медленной из них. В кинетической области ( при постоянной величине поверхности раздела фаз) скорость процесса можно увеличить путем повышения температуры, так как в этом случае одновременно возрастают значения k и АС. По мере дальнейшего повышения температуры система может переходить из кинетической области реагирования в диффузионную.

Скорость гетерогенного процесса при высоких температурах и давлениях, а также малых скоростях газового потока контролируется скоростью диффузии кислорода к поверхности.

Лимитирующая стадия - это та стадия процесса, которая идет дольше других. Именно она определяет скорость протекания процесса.

Если реакция осуществляется путем последовательно протекающих стадий (не обязательно все из них являются химическими) и одна из этих стадий требует значительно большего времени, чем остальные, то есть идет намного медленнее, то такая стадия называется лимитирующей. Именно эта самая медленная стадия определяет скорость всего процесса. Рассмотрим в качестве примера каталитическую реакцию окисления аммиака. Здесь возможны два предельных случая.

1. Поступление молекул реагентов – аммиака и кислорода к поверхности катализатора (физический процесс) происходит значительно медленнее, чем сама каталитическая реакция на поверхности. Тогда для повышения скорости образования целевого продукта – оксида азота совершенно бесполезно повышать эффективность катализатора, а надо позаботиться об ускорении доступа реагентов к поверхности.

2. Подача реагентов к поверхности происходит значительно быстрее самой химической реакции. Вот здесь имеет смысл совершенствовать катализатор, подбирать оптимальные условия для каталитической реакции, так как лимитирующей стадией в данном случае является каталитическая реакция на поверхности.