Кинетика процесса окисления металлов

КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.63]

Кинетика химической коррозии. Скорость химической коррозии зависит от многих факторов и, в первую очередь, от характера продуктов коррозии. В процессе окисления на поверхности металла образуется твердая пленка оксидов. Для дальнейшего продолжения коррозии необходимо, чтобы ионы металла или кислород (или оба одновременно) диффундировали через эту пленку. Обычно с поверхности раздела металл — оксид в направлении от металла к внешней поверхности пленки происходит диффузия ионов металла, а не атомов, так как ионы металлов по размерам меньше атомов. Одновременно в этом же направлении должны перемеш,аться электроны. Ионы О имеют больший радиус, чем атомы, поэтому с поверхности раздела оксид — газ в глубь пленки двигаются не ионы, а атомы кислорода, которые в пленке ионизируются (О + 2е = О ") и, встречаясь с ионами металла, образуют оксиды. [c.209]

Чтобы получить в единицу времени наибольшее количество вырабатываемого продукта, необходимо максимальное увеличение скоростей реакций, лежащих в основе того или иного химического процесса, С другой стороны, вредные, нежелательные процессы — коррозию металлов, окисление каучука — необходимо как можно больше замедлить. Поэтому изучение законов химической кинетики, открывающее путь к сознательному регулированию скоростей реакций, имеет исключительно важное значение для практики. Управление химическим процессом является главной задачей химической кинетики. [c.139]

Кинетика процесса окисления металлов. . . [c.298]

Наличие адгезионной связи существенно изменяет кинетику (процессов окисления металлов, поскольку время установления стационарной скорости коррозии металла заметно возрастает [74]. [c.182]

Электрохимическая коррозия подчиняется законам электрохимической кинетики это окисление металла в электропроводных средах, сопровождающееся образованием и протеканием электрического тока. При этом взаимодействие металла с окружающей средой характеризуется и катодным и анодным процессами, протекающими на различных участках поверхности металла. Продукты коррозии образуются только на анодных участках. С электрохимическим механизмом протекают следующие виды процессов коррозии [c.7]

Даны современные представления о термодинамике и кинетике окисления металлов, механизме образования и законах роста различных пленок, рассмотрены механизм и различные виды электрохимической коррозии, описаны важнейшие методы исследования коррозионных процессов. [c.2]

Таким образом, приведенный термодинамический анализ дает оценку критических допустимых концентраций окислителя, при которых поверхность металла еще не подвергается окислению, но выше которых начинается газовая коррозия. Однако такой подход не позволяет определить кинетику процесса окисления и, следовательно, оценить скорость окисления. [c.17]

При коррозии с водородной деполяризацией процесс окисления металла протекает со сравнительно большой скоростью. В кислотах активно растворяется большинство металлов (кроме ртути, серебра, золота и платины). Можно показать, что чисто термодинамически вероятность коррозионного разрушения металлов в кислых средах возрастает с уменьшением концентрации ионов металла в среде и с увеличением концентрации ионов водорода. Следует подчеркнуть, что термодинамика рассматривает вопрос только о возможности процесса (в том числе и коррозионного) при отсутствии сопротивления ему, поэтому термодинамические расчеты не определяют кинетику коррозии. [c.21]

Описание кинетики процесса окисления молекулярным кислородом существенно усложняется, если учесть возможные реакции пероксильных радикалов с соединениями переходных металлов на стадиях продолжения и обрыва цепей, другие реакции с участием гидропероксидов. [c.248]

Ha фиг. 5 представлены результаты исследования по кинетике абсорбции кислорода металлической основой в процессе окисления металла при 1000° на воздухе. [c.131]

Окислительные процессы. Рассмотрение кинетики процессов окисления органических веществ осложняется тем, что этим процессам в зависимости от природы электрода и раствора электролита сопутствует анодное растворение металла или образование на электродной поверхности окислов переменного состава. В результате характерная для многих катодных материалов прямолинейная зависимость потенциа-ла или перенапряжения от логарифма плотности тока при анодном выделении кислорода в широком интервале плотностей тока обычно не сохраняется [10]. Поэтому кинетические особенности процесса выделения кислорода на различных металлах являются предметом широкой дискуссии [13, 14], Однако для области потенциалов, при которых не происходит образования окислов и в то же время осуществляется процесс окисления органических веществ за счет прямого отрыва электронов, кинетические зависимости получаются несложными. [c.13]

Кинетика большинства высокотемпературных процессов определяется скоростью, с которой реагенты могут достигнуть границы раздела фаз. Одним из наиболее характерных примеров является процесс окисления металлов. В результате взаимодействия поверхностных атомов с кислородом образуется слой окисла, толщина которого оказывается пропорциональной корню квадратному времени взаимодействия. Скорость реакции определяется процессом массопереноса (при условии, что слой окиси плотный и непрерывный) реагенты в таком случае должны диффундировать через слой окиси. По мере того как толщина окис-ного слоя увеличивается, скорость суммарного процесса уменьшается, так как возрастает время, необходимое для завершения диффузии реагентов (см. гл. УП). [c.110]

Лаборатория физической химии Направление научных исследований комплексы металлов с этанолами-нами электрохимия многовалентных электролитов спектрофотометрическое изучение влияния заместителей на стабильность комплексов механизм реакций йодной кислоты взаимодействие полимера с растворителями кинетика процессов окисления в газовой фазе ионная ассоциация в водных растворах. [c.272]

Если непосредственное измерение скорости диссоциации окислов железа весьма затруднительно, то кинетика обратного процесса — окисления металла изучена достаточно подробно. [c.449]

Приведенные в табл. 2 данные определяют только принципиальную возможность протекания окислительных процессов. В практических же условиях скорость процесса окисления металлов в значительной степени зависит от очень многих факторов. Эти факторы, а также кинетика процесса рассматриваются в главе IX. [c.13]

Кроме массовых (гравиметрических) способов измерения потерь металла при оценке скорости коррозии нередко прибегают к объемным (волюметрическим) способам. Это возможно в тех случаях, когда окисление металла сопровождается расходом или выделением газа. Так, при атмосферной коррозии расходуется кислород, а при кислотной выделяется водород. Объем израсходованного кислорода или выделившегося водорода пропорционален массе окислившегося металла. При этом следует помнить, что на 1 моль израсходованного кислорода окисляются 4 моля металла, а при выделении водорода на один моль водорода окисляются два моля металла. Измерение объема менее точно, чем взвешивание, но при массовом определении скорости коррозии необходимо прерывать испытание, удалять продукты коррозии и лишь после этого определять уменьшение массы образца. Поэтому найденная скорость коррозии представляет собой некоторую усредненную величину аа 1 ерйод испытания. При этом предполагается, что скорость процесса не изм яялась в течение опыта, что не всегда справедливо. За изменением объема газа в некоторой замкнутой системе можно следить, не прерывая испытания, что дает более содержательную информацию о кинетике процесса коррозии. Массовую потерю металла (г) при атмосферной и кислотной коррозии вычисляют по формуле [c.11]

Очевидно, частицы типа I образуются в результате деструкции но С—С-связя М и окисления частиц типа II с участием в этом процессе молекул Н2О. Поэтому соотношение частиц типа I и типа II существенным образом зависит от целого ряда факторов, влияющих на кинетику процесса перехода частицы типа II—частица типа I, таких, как активность металла-катализатора, состав раствора, потенциал электрода, температура. Среди продуктов хемосорбции метана обнаружены частицы состава СН4-, которые относятся к частицам типа II и являются, очевидно, промежуточными продуктам и процесса образования частиц типа I. [c.103]

После начала пассивации дальнейший рост электродного потенциала вызывает некоторое эквивалентное повышение поверхностного химического потенциала кислорода, следовательно, обусловливает дальнейшее упрочнение связи поверхностных катионов (т. е. повышение степени пассивации металла). В то же время создающаяся при этом большая разность химических потенциалов между поверхностью твердой фазы и объемом металлической решетки с какого-то момента вызывает встречную диффузию анионов и катионов и постепенное формирование окисленной поверхностной пленки. Это образование или утолщение пленки не вносит ничего принципиально нового в природу лимитирующего акта ионизации. Тем не менее, диффузия катионов в поверхностные вакантные узлы из нижележащих слоев решетки металла может существенно изменять кинетику процесса. Однако именно в результате диффузии, поддерживающей химический потенциал металла в поверхностном слое выше равновесного, и появляется у пассивного металла на поляризационной кривой участок постоянной скорости растворения, которого нет у индивидуального окисла. [c.441]

В начальный период времени скорость окисления максимальна и затем уменьшается во времени. Если 1 < < 2, то окисление определяется скоростью диффузии частиц и скоростью окисления металла кислородом (область смешанной кинетики). Предполагается, что при выполнении указанного условия процесс окисления сопровождается постоянным разрушением оксидной пленки, так как Уо > V m- При п >2 происходит изменение параметров диффузии через пленку, связанное с появлением значительных напряжений или структурными изменениями пленки. При п = 2 скорость процесса окисления определяется скоростью диффузии частиц через пленку. Параболическая зависимость окисления широко встречается в практике при достаточно высоких температурах для большего ряда окислителей и металлических материалов, что позволяет применить параметрический метод для оценки скорости коррозии и прогнозирования коррозионных разрушений при наличии сравнительно небольшого количества экспериментальных данных [13]. Этот вопрос рассмотрен в главе 3. [c.22]

В области температур 473—673 °К, как установили Андерсен и сотр. [115], данный процесс катализируют металлы платиновой группы. На рис. 1.5 представлены результаты авторов, полученные при исследовании кинетики окисления N0 кислородом в динамических условиях в присутствии катализаторов Pt, Pd, Rd и Rh, нанесенных на активированном алюмогеле, силикагеле, окиси титана и т. п. [c.68]

Второй способ устранения нежелательного влияния катиона металла заключается в его маскировании и широко применяется в аналитической химии для определения одних катионов на фоне других, в текстильной и бумажной промышленности для отбеливания тканей и бумаги [связывание ионов железа(П1)], в пиш евой промышленности при очистке продуктов от катионов, катализирующих процессы окисления и прогоркания жиров, в химической промышленности. При этом маскируемый катион остается в рабочем растворе, но благодаря связыванию его в высокоустойчивый комплексонат не может вступать в характерные для него реакции и другие взаимодействия. В качестве маскирующих реагентов используются либо полидентатные комплексоны универсального действия для связывания большой группы катионов, либо высокоселективные хеланты для избирательного воздействия на определенный катион, не затрагивающего ионы других металлов. При выборе хеланта для конкретных условий учитываются относительная устойчивость образуемых им комплексонатов рассматриваемой группы катионов, их растворимость, кинетика окислительно-восстановительных реакций, кинетика комплексообразования, каталитические свойства. [c.440]

Благодаря большой теплоте сгорания металлическое горючее является важной составляющей конденсированных смесей. Это вызывает повышенный интерес к изучению поведения металла в пламени горящих конденсированных систем. Изучение окисления и горения металлических частиц позволяет установить кинетику окисления металла, температуру воспламенения, время задержки воспламенения, время горения, особенности процесса горения металла, параметры конденсации металлического окисле. Знание характ [c.262]

Из сказанного следует, что установление прямолинейной зависимости для кинетики процесса окисления металла часто может наступать только по исте-чен1- И некоторого определенного отрезка времени — после того как псевдо-морфная пленка достигнет свсеп критической толщины. Как показано на рис. 21, начальный участок кривой г/ = /(т) будет иметь более крутой подъем и, очевидно, не будет прямолинейным тангенс угла наклона р) каса-ного окисла телсной (прямая МЫ), проведенной к [c.46]

Металлографический метод, т, е. микроскопическое исследование шлифов по сечению пленки, позволяет обнаруживать слоистое строение пленки, определять типы соединений, образующих пленку и отдельные ее слои, размеры и форму зерен, их распределение и расположение в пленке и т. д. Специальная микропечь конструкции Н. И. Тугаринова (рис. 318) дает возможность наблюдать под микроскопом и фотографировать кинетику изменения микроструктуры окалины в процессе окисления металлов. [c.435]

При взаимодействии газообразного кислорода с металлом на последнем возникает оксид, который, если он не летучий, образует поверхностный слой, предохраняющий металл от дальнейшего окисления. В общем случае химическая реакция между металлом и газообразным кислородом, приводящая к образованию оксидной фазы, описывается простЫ1М уравнением хМе+у1 (202) = = МвхОу. Однако несмотря на кажущуюся простоту этой реакции, характер окисления и кинетика роста оксидных слоев зависят от ряда факторов, существенно усложняющих механизм процесса окисления металлов. [c.33]

По мнению многих исследователей, логарифмическая зависимость хемосорбции от времени согласуется с представлениями об адсорбции как процессе, который протекает с постоянно увеличивающейся энергией активации. Щедлржено много теорий и моделей, описывающих кинетику низкотемпературного окисления металлов. В большинстве случаев трудно, а часто и невозможно проверить правильность модели и значений параметров, входящих в уравнения. Кроме того, все математические модели строятся из предположения о плоскопараллельном росте оксидных пленок, что не всегда соответствует реальной картине. [c.41]

Книга посвящена кинетике процессов, имеющих огромное теоретическое и особенно практическое значение (например, процессов окисления металлов при высоких температурах, процессов карбидирования, азотирования, сульфидированпя металлов и т. д.). Это удачное дополнение к недавно изданной монографии Б. Дельмона Кинетика гетерогенных реакций ( Мир , 1973). Данная книга является первой попыткой развить систематический подход к рассмотрению меха низма гетерогенных реакций на уровне элементарных стадий. [c.397]

Наиболее плодотворными за последнее время были исследования процессов адсорбции, кинетики реакций на поверхности твердого тела, оценка термической стойкости материалов и некоторые другие. В нашей стране вакуумные микровесы в течение длительного времени успешно используются в работах Сарахова (для изучения процессов адсорбции на гладких поверхностях), Игнатова [7, 8] и Арсламбекова [9] (для изучения процессов окисления металлов, сплавов и полупроводников), а также в ряде работ других исследователей. В настоящее время существует несколько типов микровесов, а для каждого типа — значительное число конструктивных вариантов, отражающих специфику исследований, для которых они предназначались. [c.151]

В. А. Ловачев [4, с. 86] осциллографически и хроиоам-перометрически изучали окисление металлического серебра и никеля в щелочных растворах. Установлено, что в определенной области потенциалов протекает с диффузионным контролем в твердой фазе и что анодные пики соответствуют различным степеням окисления металлов или изменению полупроводниковых свойств окисного слоя, а не последовательному образованию монослоев одного и того же окисла. Этот вывод весьма интересен, так как позволяет судить о перспективности анодных полярографических методов для изучения кинетики и механизма процессов окисления металлов. [c.55]

В настоящем сборнике представлены работы, в которых освещены некоторые вопросы кинетики анодного окисления металлов в концентрированных растворах щелочи, приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследова-ний, касающихся изучения механизма электродных процессов на отдельных электродах химических источников тока и механизма процесса холодного фосфатирования металлов. [c.2]

Температурная зависимость для кинетики процесса окисления, как мы увидим далее (см. рис. 29—33), овершенчо иная, чем для термодинамической вероятности окисления. Поэтому нет никакого противоречия в том, что степень термодинамической вероятности окисления металла с повышением температуры падает, а реальная скорость окисления (при условии, конечно, если термодинамически этот процесс еще остается возможным) с повышением температуры возрастает. [c.42]

Топлива окисляли в приборе ТСРТ-2, предварительно нагретом до заданной температуры, в интервале температур 130—180° С в отсутствие металла. В процессе окисления с помощью газохроматографического метода (7] изучали кинетику расходования кислорода. В пробе, отбираемой из газовой фазы, и в окисленном топливе, определяли оптическую плотность, содержание фактических смол и кислотность. [c.5]

Образующиеся таким образом перекиси содержат половину присоедипепиого кислорода в слабосвязаппом активном состоянии и поэтому легко уступают его другим веществам, т. е. действуют как более или менее сильные окислители Промежуточное образование пероксидов ири реакциях окисления — основа теории Баха. Его теорию с успехом применяли в последующих работах, посвященных изучению кинетики и механизма различных процессов окисления (углеводородов, металлов и т. п.). [c.345]

Окисление метана в формальдегид исследовалось на различных кислотных катализаторах, включая силикагель [396], в том числе с добавками оксидов щелочных и щелочноземельных металлов [397], алюмосиликаты [398—400], обработанные также различными кислотами [401], фосфаты металлов [401,402]. Механизм реакции окисления метана на кислотных катализаторах включает образование радикалов НОг и КОг [396]. При этом кинетика процесса соответствует параллельной схеме образования продуктов мягкого и глубокого ок 1сления [402]. Установлено, что избирательность по формальдегиду возрастает с увеличением прочности связи кислорода с пове йшостью катализатора [402]. [c.129]

Наряду с соединениями индивидуальных металлов переменной валентн ости в последние годы интенсивно изучалась каталитическая активность смесевых катализаторов при окислении п-ксилола в ТФК [131, 132]. Кинетике и катализу окисления п-ксилола на смесевых катализаторах посвяш,ено значительное количество работ, тем не менее в оценке оптимальных количественных и качественных соотношений компонентов катализатора имеются различные суждения. В одних случаях предлагается [132] вести процесс окисления при соотношении o + [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология