Задача 35. Топохимические реакции

Схематически модель такого процесса показана на рис. 6.3 для /1=0Важное значение топохимических реакций повлекло многочисленные попытки дать их математическое описание на основе модельных представлений. Трудность задачи вытекает из того, что многие детали моделей принимаются умозрительно и не могут быть подтверждены опытом — к ним относятся форма исходных частиц, допущения об изменении ее в ходе процесса, анизотропия частиц и т. д. [c.168]

Пути решения этой основной задачи были разработаны Рогинским на основе его работ, посвященных изучению кинетики топохимических реакций [15—17]. В результате этих работ была определена зависимость между избыточной свободной энергией топохимических процессов образования твердых фаз и скоростями отдельных стадий этих процессов, а также соотношением этих скоростей [17]. Лишь в связи с изучением [c.195]

Покажем особенности подхода к решению этой задачи. Основное уравнение топохимической реакции получено в предположении, что процессы возникновения и роста ядер протекают независимо друг от друга. Запишем аналогичное уравнение для объема прореагировавшего вещества [c.565]

Как будет показано ниже, основные задачи кинетики топохимических реакций можно рассматривать в стационарном приближении. Поэтому остановимся более подробно на особенностях стационарных процессов. [c.14]

Из этого описания ясно видно, что нестационарность топохимических реакций связана, в частности, с особенностями развития реакционной зоны. Кроме того, по мере протекания процесса реакции реакционная зона перемещается в глубь твердого тела, и условия транспорта реагентов в зону реакции изменяются. Можно также констатировать, что кинетический анализ топохимических реакций относится к одной из наиболее сложных задач химической кинетики. [c.26]

При помощи приведенных выше уравнений нельзя непосредственно определить величину удельной скорости реакции, так как в константы уравнений наряду с Ш уд и известными величинами входит параметр го или а уравнений скорости образования ядер фазы твердого продукта. Таким образом, для решения поставленной задачи требуется еще одно уравнение. Для составления такого уравнения в первую очередь целесообразно использовать особые точки кривых, которым обычно соответствуют более простые модели. Кинетические кривые топохимических реакций содержат особую точку — максимум скорости реакции. Следовательно, требуется построить возможно более простую модель и составить дополнительное уравнение для точки максимума скорости реакции. [c.60]

Особенности макрокинетики топохимических реакций обусловлены не только многообразием макроскопических стадий, но также и изменением во времени скорости реакции на образце в целом и условий переноса вещества (и тепла). В овязи с этим первостепенное значение приобретает вопрос о применимости стационарного приближения к задачам макрокинетики топохимических реакций. При положительном решении этого вопроса было бы возможно применить к топохимическим реакциям изложенные выше выводы теории диффузионной кинетики. Такой подход представляется заманчивым в связи с относительной простотой решения стационарных задач. [c.87]

Однако эти уравнения конкретно для задач кинетики топохимических реакций применяются в упрощенном виде. Так, некоторое соображения приводят к выводу, что для начального периода величина Ы всегда существенно меньше единицы, поэтому уравнение (13.1 ) можно представить в таком простом виде [c.347]

Изучение кинетики топохимических реакций является довольно сложной задачей в связи, например, с трудностью обеспечения изотермических условий протекания реакции, особенно в ее начальных стадиях. Кроме того, очень уж многочисленны причины, влияющие на скорость реакции и затрудняющие получение воспроизводимых результатов. Часто бывает, что экспериментальная кривая более или менее одинаково удовлетворительно описывается различными кинетическими уравнениями. Поскольку же каждое из них связано с различными моделями, то подчас бывает весьма затруднительно остановиться на определенной модели и составить однозначное представление о механизме реакции. Б качестве примера сошлемся на работу Е. А. Продан и М. М. Павлюченко по термическому разложению карбоната кадмия в вакууме. Авторы ссылаются, во-первых, на литературные данные, согласно которым скорость разложения карбоната кадмия в зависимости от времени может проходить через максимум или начинаться с наибольшей величины и описываться различными уравнениями [c.358]

Из сказанного ясно, что кинетический анализ топохимических реакций относится к одной из наиболее сложных задач химической кинетики и что он должен включать детальный анализ макрокинетики процесса. [c.191]

В результате наметился определенный разрыв между теорией и методами кинетического анализа топохимических реакций и реакций других типов. От этого разрыва страдает, естественно, в первую очередь топохимия. Между тем можно полагать, что основные постулаты химической кинетики сохраняют силу и для топохимических реакций и, следовательно, нет препятствий для применения к ним классических приемов кинетического анализа. Поэтому рассмотрение кинетики топохимических реакций с общекинетических позиций представлялось важной и безотлагательной задачей. [c.7]

Рассмотрим реакцию между газом и зернами пористого твердого материала, полагая, что поток газа протекает через слой твердого материала, гидравлическим сопротивлением которого можно пренебречь. Будем также считать, что реакция протекает лишь на внешней и внутренней поверхностях твердого материала. Положим также, что линейные размеры поверхности, через которую происходит диффузия, существенно цревышают длину диффузии, так что можно рассматривать задачу для плоскости (так называемую плоскую задачу). Для этого случая собственно и справедливы уравнения (4.1) —(4.3). В дальнейшем рассмотрении будем пользоваться принципом равнодоступной поверхности [1], предполагающим, что градиент концентрации реагирующего компонента газовой смеси вблизи поверхности направлен по нормали к ней. Это допущение существенно упрощает решение, хотя может оказаться грубым приближением для начальных стадий топохимических реакций. Решения некоторых задач диффузионной кинетики для случая неравнодоступ-ной поверхности рассмотрены в работе Тодеса и Шапиро [3]. [c.75]

В зависимости от агрегатного состояния реагирующих веществ, топохимические реакции могут быть разделены на типы, различающиеся не только кинетикой, но и, как правило, технологическим оформлением соответствующих процессов. Это — реакции разложения твердого вещества, реакции твердого вещества с газом, с жидкостью, и наконец, с твердым вгществом. Кинетика последних в отсутствии химического переноса вещества через хазовую или жидкую фазу описывается в рамках чисто диффузионных задач и остается поэтому вне нашего рассмотрения. Кинетика реакций первых трех типов будет рассматриваться ниже, однако материал, относящийся к реакциям разложения, описанным в недавно вышедшей монографии Янга, изложен в предельно краткой форме. [c.103]

Резюмируя изложенное в настоящей главе, можно констатировать, что применение подхода, развитого в первой части книги, к реакции окисления железа водой дало удовлетворительные результаты. Отвлекаясь от частных закономерностей, подчеркнем важнейший результат — получена количественная зависимость реакционной способности железа в реакции окисления водой от природы добавки. В пределах изученной группы добавок окислов эта зависимость аппроксимировалась линейной функцией свойств катиона окисла (в данном случае пониого радиуса). Хотя этот результат можно рассматривать в качестве первого приближения, наличие единой закономерности для всех изученных добавок несомненно. Таким образом, использование развиваемого подхода для решения одной из важнейших задач кинетического анализа топохимических реакций — оценки относительной реакционной способности — можно считать успешным. [c.131]

Синтез и анализ эмульсий. Топохимические реакции галогенида серебра с активными компонентами желатины изучали на бромосеребряных эмульсиях, получавшихся по аммиачному методу с применением сульфатного осаждения твердой фазы. Такой метод прекращения первого созревания и перехода ко второму не только вполне оправдал себя, но и в значительной степени способствовал решению поставленных задач. Этот способ применялся в таком варианте, чтобы избежать коагуляции значительной части желатины. Поэтому можно считать, что большая часть желатины первого созревания отделяется от твердой фазы, что дает возможность изучать химическое созревание под действием выбранной (неизменной) ихвлатины,— тем самым достигается значительно большая определенность выводов. [c.74]

Большинство специальных технологических операций в производстве гетерогенных катализаторов связано с образованием или (и) превращением твердой фазы, и, следовательно, протекающие при этом реакции относятся к классу топохимических. Как следует из предыдущего изложения, для реакций, протекающих по классическому механизму адсорбционного взаимодействия, на каталитической поверхности должны существовать активные центры в виде участков, обладающих повышенной свободной энергией. Такими центрами могут быть структурные дефекты поверхности, включения примесей или атомы специально введенных промоторов. Если исключить из данного рассмотрения последний случай, то можно в общем виде сформулировать следующий принцип активность катализатора симбатна с количеством на его поверхности участков с замороженным неравновесным состоянием, обладающих повышенной свободной энергией. Следовательно, при синтезе (производстве) катализаторов нужно обеспечить образование таких участков. Общий подход к решению такой задачи применительно к тоиохимическим реакциям был изложен более 40 лет тому назад Рогинским в его теории пересыщения, основные положения которой сохранили свое значение и до сих пор. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология