ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетические закономерности из "Кинетика топохимических реакций" В связи с изложенным выше, нас прежде всего интересуют кинетические закономерности реакции при малых степенях превращения. На данном этапе рассмотрения будем пользоваться моделью независимого роста ядер, т. е. будем считать, что перекрыванием ядер в процессе роста можно пренебречь. Тогда наблюдаемая скорость реакции опишется уравнением (2.14). Подынтегральное выражение этого уравнения представляет собой произведение двух функций скорости образования ядер фазы твердого продукта и скорости реакции для отдельного ядра. [c.57] Алгоритм решения должен включать методы отыскания этой функции и соответствующих параметров из экспериментальных данных. [c.57] Граничное условие для ядра, образовавшегося в момент т, будет иметь вид л = 0 г = О при 1 = т. [c.58] Определение скорости реакции представляет собой, по существу, интегрирование зависимости (3.8), так что скорость реакции пропорциональна площади под кривой (рис. 2). Рисунок наглядно показывает, что для разумных времен жизни ядра значением обсуждаемой поправки (заштрихованный участок) можно пренебречь. [c.58] Напротив, изменение концентрации компонентов реакционной смеси может привести к существенным изменениям удельной скорости реакции во всем интервале времен жизни данного ядра, так что уравнение (3.5) теряет силу. Поэтому необходимо иметь в виду, что развиваемые здесь и обсуждавшиеся в главе 2 методы расчетов применимы лишь при постоянной концентрации компонентов реакционной смеси. [c.58] Если это условие выполнено, можно провести интегрирование уравнения (3.1), выразив /(т) в виде степенной или экспоненциальной функции. В результате получим уравнения, аналогичные (2.15) и (2.16). [c.59] В общем случае этл величины — эмпирические константы. [c.59] Найдем теперь критерий применимости экспоненциальной или степенной функции времени для описания закона образования ядер. [c.59] Таким образом, если скорость образования ядер выражается экспоненциальной функцией времени, экспериментальные данные по кинетике суммарной реакции должны линеаризоваться в координатах п/А — W/fi. [c.59] Следовательно, при образовании сферических ядер по степенному закону для данных по кинетике суммарной реакции можно ожидать линейную зависимость в координатах пЦ—W. [c.59] Обработка экспериментальных данных по уравнениям (3.13) и (3.15) позволяет обычно выяснить вид закона образования ядер (степенной, экспоненциальный) и найти один из двух параметров указанных уравнений. Преимуществом такого способа является отсутствие в (3.13) и (3.15) функций типа логарифмической, сглаживающих отклонения экспериментальных данных от теоретически ожидаемой зависимости. Существенно также, что в координатах степенного закона (л/ — W) прямые должны проходить через начало координат (если ядра фазы твердого продукта в начале реакции отсутствуют). [c.60] Уравнения (3.13) и (3.15) должны описывать экспериментальные данные на участке роста скорости реакции. В связи с допущением о независимом росте ядер, следует ожидать отклонений от теоретических прямых вблизи максимума скорости реакции (экспериментальные значения скорости реакции ниже ожидаемых). Типичная картина для реакции окисления железа водой представлена на рис. 3 (вместо п использована степень превращения х). [c.60] Вернуться к основной статье