Кинетика химического растворения

Наиболее полно этот вопрос был исследован Н. И. Кирилловым [21] только для одного случая, когда скорость потока, поступающего в реактор, равна скорости отвода. Такая постановка задачи связана с тем, что Н. И. Кириллова интересовала кинетика химического превращения твердого вещества, растворенного в большом количестве растворителя. Естественно, что при этом реакция происходит практически без изменения объема. В цитированной работе рассматривается, в частности, процесс непрерывной обработки фотографических светочувствительных слоев. [c.413]

Независимо от характера движения жидкости у границы раздела фаз всегда существует диффузионный слой жидкости, через который в результате молекулярной и конвективной диффузии частицы растворяющегося вещества проникают в массу раствора, а молекулы растворителя — к растворяющейся твердой поверхности. В случае химического растворения активный растворитель транспортируется через диффузионный слой к поверхности твердого вещества, а в обратном направлении — в массу раствора диффундирует продукт реакции. Поэтому скорость растворения кристаллических тел в жидкостях определяется главным образом законами диффузии — диффузионной кинетикой. Иногда она лимитируется скоростью гетерогенной химической реакции на поверхности контакта фаз, т. е. подчиняется законам химической кинетики. В первом случае процесс называют диффузионным, во втором — кинетическим. [c.217]

Кинетика химического растворения и выщелачивания зависит от связанных между собой и протекающих одновременно физикохимических и химических процессов на поверхности твердого тела и диффузионных процессов доставки компонентов раствора к поверхности растворяемых частиц и продуктов реакций в толщу раствора. Скорость химического растворения и выщелачивания тоже выражают уравнением (2), но при этом влияние физико-химиче-, ских и химических факторов (констант скоростей химических реакций на поверхности твердого тела или в растворе, толщины диффузионного слоя, коэффициентов диффузии, энергии кристаллической решетки и др.) учитывается константой скорости реакции. Для переходной области при определенных условиях [c.28]

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ [c.29]

Кинетика и механизм процессов растворения и выщелачивания определяются структурой и составом растворяемого минерала, характером химических связей в его кристалле, а также целым комплексом физико-химических свойств растворителя. Растворение минералов состоит из стадий подвода частиц растворителя к поверхности минерала, собственно взаимодействия растворителя и минерала и отвода продуктов реакции от поверхности раздела фаз. По характеру взаимодействия минерала и растворителя процессы растворения и выщелачивания грубо классифицируют 1) процессы так называемого простого или физического растворения и 2) процессы химического растворения, обусловленные химическим взаимодействием между растворяемым веществом и растворителем при протекании реакций а) обмена, б) окисления — восстановления, в) нейтрализации, г) комплексообразова-ния. Эта классификация довольно условна, так как процессы растворения и выщелачивания представляют собой сложные явления. [c.26]

Если рассматривать кинетику химического растворения с точки зрения изменения движущей силы по сравнению с физическим, то можно различать ряд случаев, например, если на поверхпости твердого вещества идет быстрая химическая реакция и в раствор диффундируют только продукты реакции, то движущей силой процесса является только концентрация активного вещества растворителя Ср [c.182]

Исследование кинетики химического растворения свинца в азотной кислоте показало, что скорость процесса растворения при различных температурах у.меньшалась со временем, при этом происходило одновременное снижение нормальности раствора по азотной кислоте и рост концентрацпи соли в растворе (табл. 2). [c.150]

Каре правило, обменные реакции проводят не путем непосредственного взаимодействия исходных веществ, особенно если они находятся в твердом состоянии, а предварительно растворив их в соответствующем растворителе. При растворении твердого вещества связи в кристаллической решетке разрываются и вступающие в реакцию частицы становятся более реакционноспособными. Часто выбор подходящего растворителя позволяет воздействовать в нужном направлении на термодинамику и кинетику химической системы. [c.440]

Ориентирование и концентрирование молекул солюбилизированных веществ в мицеллах может приводить к существенному изменению кинетики химического взаимодействия солюбилизированных молекул между собой и с другими веществами, растворенными в среде. В некоторых случаях солюбилизация сопровождается значительным увеличением скорости химического взаимодействия, что лежит в основе нового направления химической кинетики — мицеллярного катализа, развиваемого И. В. Березиным с сотр. и другими научными коллективами. Явление солюбилизации играет важную роль в процессах эмульсионной полимеризации непредельных углеводородов при синте- [c.234]

Ориентирование и концентрирование молекул солюбилизированных веществ в мицеллах может приводить к существенному изменению кинетики химического взаимодействия солюбилизированных молекул между собой и с другими веществами, растворенными в среде, В некоторых случаях солюбилизация сопровождается значительным увеличением скорости химического взаимодействия, что лежит в основе нового направления химической кинетики — мицеллярного катализа. [c.281]

Избирательное химическое или электрохимическое растворение отдельных фаз системы может основываться либо на термодинамике, либо на кинетике селективного растворения. Термодинамика селективности обусловлена резко различной термодинамической устойчивостью разделяемых фаз в условиях анализа. В водных растворах электролитов часто резко различаются по своей термодинамической устойчивости матрица из неблагородного металла и включенные в нее частицы неметаллических фаз. На термодинамической селективности основаны, например, методы определения оксида алюминия в алюминии, а также диоксида титана в титане с помощью кислоты или хлора. [c.825]

Имеются некоторые данные по кинетике роста трещин в ртути (см. рис. 62), для которой были отмечены области I и II роста трещин. Возможно, что по аналогии с другими средами в области I роста трещин происходит процесс химического растворения, ускоряемого напряжением. Такое поведение может быть объяснено при использовании анализа, предложенного в работе [221], после получения данных по кинетике процесса. [c.405]

Химическое растворение представляет собой гетерогенную химическую реакцию, продукты которой растворяются в жидком объеме. Возврат к исходному твердому веществу путем кристаллизации здесь невозможен. В условиях химического растворения могут образовываться твердые или газообразные продукты реакции, значительно осложняющие кинетику растворения. Экранизация поверхности растворения твердыми продуктами реакции существенно замедляет процесс, а выделение газообразной фазы ускоряет растворение до определенных пределов, за которыми становится заметным экранирующее действие газовой фазы. Процессы растворения протекают обычно достаточно быстро. Этому способствует непосредственный контакт движущейся (перемешиваемой) жидкости с поверхностью растворяющихся частиц. [c.276]

В большинстве случаев растворимость твердых веш еств в жидкостях ограничена. При определенной концентрации, называемой концентрацией насыш ения (растворимостью), между твердым телом и раствором устанавливается равновесие. Концентрация насыщения— важнейший физико-химический и технологический параметр, с определения которого и начинается анализ или расчет любого процесса растворения. Действительно, эта величина указывает на емкость растворителя, его способность воспринимать растворяющееся вещество. Кроме того, онч является фактором, сильно влияющим на кинетику (скорость) растворения химической термодинамики известно, что равновесие между твердым телом и раствором будет достигнуто тогда, когда химический потенциал вещества А в растворе ( г ) станет равным химическому потенциалу в твердом состоянии [c.12]

Следует отметить, что в рассмотренном примере величина тен.то-вого эффекта очень велика. При растворении большинства солей величина АТ не превышает 1К и, следовательно, влиянием локального повышения температуры на кинетику можно пренебречь. Для химического растворения локальное повышение температуры АТ может составить величину, гораздо большую, чем для физического растворения. Учет влияния этого повышения становится необходимым. [c.28]

Химическое растворение может сопровождаться образованием на поверхности частиц слоя прореагировавшего вещества, который экранирует поверхность растворения и вызывает дополнительное диффузионное сопротивление. Кинетика таких процессов имеет много [c.445]

Растворение кристаллов в расплаве. При растворении кристалла в эвтектическом расплаве на его поверхности образуется адсорбционный (пограничный) слой жидкости, насыщенный по отношению к растворяющимся окислам. Состав и толщина этих адсорбционных слоев на кристаллах (в частицах) разного состава неодинаковы. Скорость дальнейшего растворения кристалла зависит от скорости отвода из адсорбционного слоя расплава ионов, поступающих в него из кристалла, т. е. скорость растворения кристалла в расплаве определяется двумя компонентами 1) кинетикой химического взаимодействия расплава с кристаллом на поверхности раздела этих фаз с переходом структурных элементов кристалла в пограничный слой и 2) кинетикой диффузии перешедших в расплав ионов в пограничном слое — скоростью отвода ионов от растворяющегося кристалла. [c.197]

В любых случаях для рациональной организации производства необходимо знание механизма и кинетики химических процессов, протекающих в заводской аппаратуре, а также условий равновесия фаз в перерабатываемых системах. В этой главе рассмотрены некоторые закономерности важнейших процессов в технологии минеральных удобрений — обжига или термической обработки минералов, растворения, кристаллизации веществ и не- [c.24]

Независимо от характера движения жидкости, у границы раздела фаз всегда существует диффузионный слой жидкости, через который в результате молекулярной и конвективной диффузии растворяющееся вещество проникает в массу раствора, а растворитель — к растворяющейся твердой поверхности. В случае химического растворения активный растворитель транспортируется через диффузионный слой к поверхности твердого вещества, а в обратном направлении диффундирует продукт реакции. Поэтому скорость растворения кристаллических тел в жидкостях определяется главным образом законами диффузионной кинетики. Иногда она лимитируется скоростью " гетерогенной химической реакции на поверхности контакта фаз, т. е. подчиняется законам химической кинетики. Вообще, в одной и той же системе твердое — жидкость режим растворения может быть или диффузионным, или кинетическим (лимитируется химической кинетикой), или смешанным — переход от одного режима к другому зависит от изменения температуры, концентрации растворителя, скорости перемешивания. Например, увеличение активности растворителя или температуры способствует переходу к диффузионному режиму. [c.36]

Таким образом, для защиты металлов от коррозии необходимо знать кинетику анодного и катодного процессов в интервале потенциалов между их равновесными значениями. Однозначные сведения об особенностях анодного (при отсутствии независимо, протекающего химического растворения) и катодного процессов в любых реальных системах металл — раствор можно получить исследованием скорости растворения металла в зависимости от потенциала с одновременным фиксированием изменений тока во времени при каждом значении потенциала. [c.15]

Согласно представлениям адсорбционной теории пассивно-ст [85], скачок тока в момент повышения потенциала отвечает возросшей скорости перехода катионов металла в раствор [реакция (с)], определяемой законами электрохимической кинетики. Скорость этого процесса по мере посадки кислорода понижается до стационарного значения. В последнее время считают возможным протекание прямого электрохимического растворения металла также и через фазовые оксидные пленки [86—88]. Согласно пленочной теории пассивности [89], мгновенный скачок тока и его спад при резком смещении потенциала в положительном направлении объясняются возросшей скоростью образования пленки (а), а ионы металла попадают в раствор только в результате последующего химического растворения оксида (Ь). [c.39]

При моделировании любого процесса всегда нужно знать, как зависит его скорость от температуры и концентрации активного реагента. Если растворение протекает в кинетической области, то эти зависимости определяются кинетикой химической реакции и никак не связаны с аппаратурным оформлением процесса. Информация о кинетике процесса может быть получена в лабораторных исследованиях и использована при моделировании процесса в любом масштабе. [c.46]

В любых случаях для рациональной организации производства необходимо знание механизма и кинетики химических процессов, протекающих в заводской аппаратуре, а также условий равновесия фаз в перерабатываемых системах. В этой главе рассмотрены некоторые общие закономерности важнейших процессов в технологии минеральных удобрений и других солей — обжига или термической обработки минералов, растворения, кристаллизации веществ и некоторых других методов их разделения. Знание этих закономерностей позволяет выбирать условия наиболее интенсивного осуществления многих стадий производства. Вопросы фазовых равновесий рассмотрены в гл. II. [c.29]

Применение неводных растворителей в полярографии. Методы полярографии неводных растворов используют в физической химии для исследования механизма и кинетики электродных процессов, влияния неводных растворителей на поведение растворенного вещества и свойства растворов, в органической химии — для исследования структуры и реакционной способности органических соединений, изучения таутометрии и изомерии, а также кинетики химических реакций в неводной среде, в аналитической химии — для исследования кислотно-основного взаимодействия, окислительновосстановительных реакций, комплексообразования, методов разделения, концентрирования, идентификации и количественного определения неорганических и в особенности органических веществ, которые малорастворимы или полностью нерастворимы в воде [761]. [c.228]

Технологические процессы в химическом производстве включают в себя, помимо проведения реакций, как механические и гидродинамические операции (измельчение, сортировка, подача сырья в реакционный аппарат, удаление из него и транспортировка в другие аппараты продуктов реакции, фильтрование, промывка), так и физико-химические (растворение, поглощение или конденсация газа, извлечение (экстракция), перегонка и ректификация). При проведении химической реакции исходные вещества должны достигнуть (в результате диффузии) зоны реакции, а продукты реакции удалиться йз нее. Если скорость диффузии меньше скорости самой реакции, то она определяет скорость превращения говорят, что такая реакция протекает в диффузионной области (и это снижает производительность), а в случае обратного соотношения — в кинетической, так как она определяется только кинетикой ее. Для достижения этого применяют более интенсивную подачу и перемешивание, что ускоряет диффузию. Большинство реакций в настоящее время каталитические. Открытие и применение более активного катализатора не только повышает производительность, но и позволяет (для экзотермических реакций) снизить температуру, а нередко и давление и, кроме того, увеличить выход продукта. [c.11]

Между кристаллом и окружающей его средой всегда существует переходный слой, который образует физическую границу раздела и служит посредником при взаимодействии фаз. Именно в этом слое происходят физические и химические микропроцессы, которые и определяют кинетику роста, растворения, испарения и травления кристаллов. Соответствующие элементарные акты определяются силами атомных взаимодействий как в питающей среде, так и на поверхности кристалла. Обычно принимают, что учет взаимодействий только ближайших соседей достаточен для описания процессов. Межатомные взаимодействия при изменении внешних условий (например, колебания температуры, флуктуации концентрации атомов, достигающих различных участков поверхности растущего кристалла, скопления примесных атомов) [c.240]

При химическом растворении лимитирующей может оказаться как диффузионная стадия (отвод вещества в основную массу раствора), так и стадия химического взаимодействия. В первом случае для описания кинетики процесса используется уравнение (2.1) или его модификация-уравнение (2.2). Во втором случае кинетика процесса описывается уравнением, аналогичным по структуре уравнению Аррениуса [23] [c.71]

При химическом растворении лимитировать процесс может также скорость подвода растворителя к поверхности частиц. В этом случае кинетика растворения описывается уравнением [c.71]

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ СЛОЕМ КРИСТАЛЛОВ [c.519]

Представление об электрохимическом механизме растворения жидких металлов (амальгам) с идеально однородной поверхностью было количественно развито А. Н. Фрумкиным в его работе, посвященной интерпретации опытов Бронстеда и Кейна по разложению амальгамы натрия. Скорость разложения такой амальгамы в щелочном растворе оказалась пропорциональной концентрации амальгамы в дробной степени а, близкой к /j. Такая закономерность совершенно необычна для кинетики химических реакций. Б то же время эта зависимость непосредственно вытекает как следствие электрохимического механизма парциальных процессов ионизации натрия и разряда Н-ионов на поверхности амальгамы. Потенциал амальгамы натрия в растворе NaOH определяется соотношением квнцентрации ионов натрия в растворе и концентрации металлического натрия в амальгаме [c.131]

Обсуждая некоторые общие аспекты кинетики в аналитической химии, мы рассматривали в основном кинетику химических реакций и прежде всего реакщш, положенных в основу обнаружения и определения веществ химическими методами. В то же время данные о кинетике других процессов (растворение, кристаллизация, парообразование и т. д.), часто используемых в методах разделения и определения, ничуть не менее важны, и кинетика этих и других процессов, положенных в основу методов экстракции, хроматографии, электрохимии и др., будет обсуждаться в соответствующих главах. [c.94]

Большее практическое значение имеют химические методы разделения фаз, которые основаны либо на термодинамике, либо на кинетике селективного растворения. Термодинамическая устойчивость разделяемых фаз по отношению к действию специально подобранных реагентов (<фастворителей ) обеспечивает разделение даже прочно сросшихся минеральных частиц. Кинетическая селективность щ)оявляется в электрохимическом способе разделения фаз, основанном на кинетике электрохимических процессов (поляризация, пассивация, транспассивация). Так, при анодном растворении сплава можно добиться такой поляризации электрода, которая обусловливает растворение одной фазы и пассивацию другой. [c.450]

Потенциостатические исследования кинетики анодного растворения железа (рис. 5,23) показали, что анион бензойной кислоты оказывает сильное влияние на скорость анодного растворения железа. Даже в концентрированном растворе сульфата (1 н.) бензоат натрия при концентрации, равной 7-10 моль/л, вызывал сильную анодную поляризацию, сдвигал потенциал пассивации в положительную сторону и уменьшал ток пассивации примерно на два порядка. Такое пассивирующее влияние бензоата натрия в присутствии кислорода объясняется тем, что анион бензойной кислоты СбНбСОО образует с железом через карбоксильные группы прочную химическую связь. Это уменьшает реакционную способность значительной части атомов железа на поверхности и облегчает пассивацию остальной части кислородом воды. На катодную реакцию, как и ожидалось, бензоат влияния не оказывает. [c.180]

В гл. 1 было показано, что закономерности растворения (сорбции) низкомолекулярных веществ в полимерах удовлетворительно согласуются с моделью, согласно которой большая часть раство-венного вещества содержится в центрах сорбции центрами сорб-дии могут являться устойчивые нарушения ближнего порядка т расположении макромолекул, и лишь небольшая часть нахо-рится вне этих центров. Мы рассмотрим, как влияет такая струк-цура раствора на кинетику химических реакций, в которых участвуют низкомолекулярные вещества, растворенные в полимере. [c.138]

Термин химическое растворение неправильно передает и даже искажает сущность рассматриваемого процесса. Поскольку в чтом случае скорости катодной и анодной реакций зависят не только от обычных переменных химической кинетики — концентрации и температуры, — но также и от величины потенциала на границе раздела металл/раствор, такой процесс следует рассматривать как чисто электрохимический. В советской литературе он получил название гомогенно-электрохимического , — Прим. ред. [c.355]

Константы скорости получены делением эффективной константы скорости на концентрацию катализатора в полимере (этилцеллю-лоза) и в разбавленном растворе (метилцеллюлоза). Понижение энергии активации при переходе от гомогенных к гетерогенным условиям может быть обусловлено двумя причинами. С одной стороны, растворение агрессивной среды в этилцеллюлозе [растворяется около 2% (масс.) воды и НС1] в достаточной степени размораживает молекулярные движения и кинетика химической реакции в твердом полимере не будет сильно отличаться от кинетики в жидкой фазе (подобный эффект был найден для радикальных реакций [73]). С другой стороны, рассматривая кислотно-катали-тическую деструкцию этилцеллюлозы как процесс, происходящий [c.192]

Выше нами было показано, что при нагревании во в e объеме ионитов протекают реакции электрофильного и нуклеофильного замещения функциональных групп с участием молекул растворителя и растворенных веществ в фазе ионита. Если реагентом является сорбированный растворитель, образующий практически гомогенный раствор сольватированных противоионов в осмотическом растворителе, то, как показано выше на примере диффузии воды и серной кислоты, диффузией растворителя и продуктов реакции на кинетику химической реакции можно пренебречь. В строгом смысле набухший ионит нельзя считать замкнутой системой, так как продукты реакции выходят из зоны реакции во внешний раствор и распределяются между сорбированным и внешним раствором (в статических условиях) или целиком удаляются (в проточной системе). В то же время относительно исходных реагентов — функциональных групп и сорбированного растворителя — набухший ионит является псевдозамкнутой системой, включающей полимерную матрицу, функциональные группы и сорбированный растворитель, [c.133]

До сих пор рассматривались поверхности энзимов, дисперсных неорганических катализаторов и металлических нитей или цилиндров. Подобно истинным катализаторам, эти поверхности не разрушались под действием ускоряемых ими химических реакцш . Рассмотрим теперь кинетику химических реакций между растворенными веществами и кристаллическими поверхностями. Эти реакции имеют большое значение в геологии и металлургии [40]. [c.519]

Так как любой процесс химического растворения по мере накопления продуктов реакции и уменьшения активности ионов водорода в растворе переходит в диффузионную область, то можно заключить, что в тегушературных и концентрационных условиях осуществляемых на практике, скорость растворения природных фосфатов фосфорной, соляной и азотной кислотами контролируется диффузионной кинетикой. [c.118]