ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности кинетики реакций с участием твердых фаз из "Твердофазные реакции" Для практических целей недостаточно знать, что твердофазная реакция принципиально возможна, вследствие того что сопутствующее ей изменение энергии Гиббса системы отрицательно. Необходимо знать, как процесс действительно развивается во времени, от каких факторов зависит его скорость и что надо сделать, чтобы завершить реакцию в определенный период времени. [c.164] Как уже отмечалось ранее, характерной особенностью твердофазных реакций является локализация реакционной зоны на поверхности раздела фаз. Общая поверхность и толщина реакционной зоны могут быть различны и зависят как от природы исследуемого процесса, так и условий его осуществления. Тенденция реагентов к взаимному растворению (имеющему место, например, в смеси оксидов МгОЧ-А Оз) способствует расширению реакционной зоны, а изменение степени смешения реагентов изменяет протяженность реакционной зоны на много порядков. Последнее может быть достигнуто, если реакционную смесь получают не механическим смешением, а химическими методами, включая соосаждение, кристаллизацию солевых твердых растворов в ква-зиравновесных условиях и криохимический синтез [1]. [c.164] В зависимости от условий осуществления реакции соотношение между различными элементарными стадиями изменяется. Все стадии, кроме лимитирующей, осуществляются в равновесных или квазиравновесных условиях. Например, на начальных этапах синтез ВаМо04 в порошкообразных смесях ВаСОз и МоОз лимитируется актами собственно химического взаимодействия, происходящего в местах тесного контакта исходных фаз и в местах контакта, обеспечиваемого адсорбцией паров МоОз. После же образования непрерывного слоя продукта взаимодействие переходит в диффузионный режим и лимитируется движением ионов через слой продукта [3]. [c.165] Понятие степени превращения существенно отличается от понятия концентрации. Если концентрация при фиксированных давлении и температуре однозначно характеризует систему, то степень превращения не является однозначной характеристикой гетерофаз-ной системы даже при фиксированных параметрах состояния. Действительно, одна и та же степень превращения может быть реализована в разнообразных системах одинакового состава, отличающихся структурой реакционной зоны, в которой первоначально возникает, а в дальнейшем накапливается продукт реакции. [c.165] Период быстрого роста скорости реакции, по-видимому, связан с образованием и ростом ядер продукта в реакционной зоне. Этот процесс в ряде случаев может быть более сложным и включать взаимное растворение реагентов с последующим распадом твердого раствора и образованием в результате распада зародышей продукта. Именно такую природу, вероятно, имеет стадия быстрого роста скорости реакции в смеси гематита и оксида магния. Гематит, растворяясь в оксиде магния, образует магнезиовюститную фазу, пересыщение которой железом снижается путем кристаллизации ядер шпинели. Скорость реакции, достигнув максимума, начинает снижаться, когда растущие зародыши продукта сливаются, образуя сплошной слой, который постепенно смещается в глубь реагирующих частиц [4]. [c.166] Вернуться к основной статье