Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Для выяснения механизма изучаемого процесса путем сопоставления результатов опыта с выведенными теоретическими зависимостями наибольшее значение имеют величины, полученные при степенях превращения в интервале от нуля примерно до 0,5. Однако очень часто результаты опытов одинаково хорошо подходят к результатам расчета по уравнениям, полученным из совершенно различных модельных представлений. Это возможно в тех случаях, когда погрешности опытов соизмеримы с разницей в результатах, полученных при расчете по разным уравнениям. Иногда выбор решения основывается на ширине интервалов значений t и а, в которых получается совпадение с результатами расчета по разным уравнениям. Однако это не может быть критерием для установления механизма, так как все известные уравнения приложимы только в узких и мало различающихся интервалах. Для строгого обоснования пригодности какой-либо конкретной модели в одном определенном случае необходимы дополнительные сведения, которые можно получить из изменений удельной скорости образования зародышей.

ПОИСК





Использование кинетических уравнений для анализа экспериментальных данных

из "Физическая химия вяжущих материалов"

Для выяснения механизма изучаемого процесса путем сопоставления результатов опыта с выведенными теоретическими зависимостями наибольшее значение имеют величины, полученные при степенях превращения в интервале от нуля примерно до 0,5. Однако очень часто результаты опытов одинаково хорошо подходят к результатам расчета по уравнениям, полученным из совершенно различных модельных представлений. Это возможно в тех случаях, когда погрешности опытов соизмеримы с разницей в результатах, полученных при расчете по разным уравнениям. Иногда выбор решения основывается на ширине интервалов значений t и а, в которых получается совпадение с результатами расчета по разным уравнениям. Однако это не может быть критерием для установления механизма, так как все известные уравнения приложимы только в узких и мало различающихся интервалах. Для строгого обоснования пригодности какой-либо конкретной модели в одном определенном случае необходимы дополнительные сведения, которые можно получить из изменений удельной скорости образования зародышей. [c.173]
Макрокинетика топохимических реакций. Изложенное относилось к реакциям, протекающим в кинетической области, когда процессы переноса вещества и теплоты происходят настолько быстро, что не влияют на кинетику процесса. Однако создать такие условия в олыте в большинстве случаев затруднительно, поэтому при осуществлении реакций в промышленности условия чаще всего соответствуют переходной области. В связи с этим в реакционном пространстве возникают градиенты концентраций и температуры и, соответственно, потоки вещества и теплоты. Изучение переноса вещества и теплоты в химическом процессе составляет предмет макрокинетики. [c.173]
В ходе топохимической реакции проявляется внешнедиффузионное и внутридиффузионное торможение. [c.173]
Если даже слой твердого продукта реакции и не оказывает сопротивления перемещению газа, то удаление последнего из системы или подача к твердым реагентам извне могут протекать со скоростью, соизмеримой со скоростью самой реакции, и влиять на ход процесса. [c.174]
Для наглядности представим себе, что при осуществлении реакции (6.34) и (6.35) вещество Аь насыпанное в лодочку, помещено в трубку, через которую пропускается или инертный газ-носитель для удаления газообразного продукта реакции в первом случае, или газовая смесь, содержащая газообразный реагент, во втором. Скорость и состав газа сохраняются постоянными, вследствие чего и скорость удаления (поступления) газообразного реагента от поверхности порошка остается постоянной. [c.174]
В начале реакции, на вогнутом участке сигмоидной кривой, скорость реакции мала, и именно она, а не отвод (подвод) реагента лимитирует реакцию. Поэтому кинетическая кривая 1 совпадает с кривой 2, соответствующей процессу без их диффузионного торможения (рис. 6.4). Однако с увеличением реакционной зоны скорость реакции возрастает и поступающее к поверхности количество газа становится недостаточным для удовлетворения возросшей потребности препарата в газообразном реагенте. Поэтому наблюдаемая в опыте кинетическая кривая начинает отставать от кривой, соответствующей чисто кинетической области. [c.174]
Длина площадки сокращается при увеличении скорости подвода газа это может быть достигнуто путем увеличения скорости потока газа, снижением температуры и другими методами. Наличие на кинетической кривой площадки, ширина которой изменяется при изменении скорости газа, является признаком внешнедиффузионного торможения. [c.175]
Качественные соображения и результаты опытов показывают, что наблюдаемая в опыте скорость реакции должна проходить через максимум одновременно с прохождением через максимум скорости на участке поры, прилегающем к устью. По мере сокращения реакционной поверхности вблизи устья и развития ее на соседнем, более удаленном от устья участке длины поры место, где реакция в данный момент идет с максимальной скоростью, все время перемещается в глубь поры. При этом по мере углубления в пору максимальная скорость на каждом участке длины будет постепенно уменьшаться вследствие голодания реакции из-за потребления газообразного реагента на пути от устья до данной точки. [c.176]
Характер кинетической кривой при внутридиффузионном торможении показан на рис. 6.6, кривая / кривая 2 соответствует реакции, идущей без диффузионного торможения. Максимум кривой 1 приходится на меньшую степень превращения, чем на кривой 2, а спад скорости вправо от максимума происходит более медленно. [c.176]
Это уравнение широко использовалось для описания кинетики реакций термического разложения и взаимодействия твердого тела с газом. Оно является наиболее широко используемым в отечественной литературе, посвященной рассматриваемой проблеме. В значительной степени это связано с простотой методов расчета, а также с тем, что, варьируя константы k и п, при помощи этого уравнения можно описать зависимости весьма разнообразного вида. Такая пластичность уравнения дает известные преимущества при описании экспериментальной зависимости x t), но она же создает неопределенность при трактовке результатов в том смысле, что применимость уравнения (6.36) для обработки-экспериментальных данных не дает еще оснований для физических выводов. Эта неопределенность усугубляется тем, что применимость уравнения проверяется обычно по наличию линейной зависимости lg[—1п(1—д )]—Ig . Очевидно, что при использовании логарифмической функции (и тем более двойного логарифма) отклонения экспериментальных данных от теоретической зависимости в значительной степени сглаживаются. [c.176]
Таким образом, чем больше Е, тем быстрее увеличивается скорость реакции с ростом температуры. [c.177]
В случае сложных реакций параметр Е не имеет простого физического смысла и является некоторой функцией энергии активации отдельных стадий или вообще эмпирической величиной. Тем не менее и в этих случаях параметр Е обычно называют энергией активации, хотя правильнее называть его эффективной или эмпирической энергией активации. [c.177]
Уравнение (6.45) описывает развитие реакции на отдельных центрах без учета того факта, что со временем отдельные зародыши начнут сливаться. [c.180]
Приведенные уравнения были использованы для определения кинетики и энергии активации синтеза сульфоалюмината кальция С4Аз8. [c.181]
Как видно из табл. 6.1, наименьший коэффициент вариации константы скорости образования сульфоалюмината кальция получен при определении его по уравнению Таммана —Фишбека (6.43), описывающему процесс, в котором лимитирующей стадией является как непосредственно химическое взаимодействие компонентов смеси твердых веществ, так и диффузионные явления. [c.181]
Таким образом, скорость реакции образования сульфоалюмината кальция, представляющей собой взаимодействие твердых фаз, лимитируется как кинетикой химического взаимодействия, так и скоростью диффузионного процесса на энергию активации этой реакции оказывает влияние реакционная способность реагирующих компонентов, состояние их поверхности, соотношение исходных компонентов. [c.181]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте