Скорость твердофазной реакции

Для реакций с участием твердых фаз обычное определение понятия скорость реакции непригодно, так как процесс протекает не в объеме (газа или жидкости), а в основном на поверхности раздела фаз исходного вещества и продукта. Под скоростью твердофазной реакции понимают изменение во времени степени превращения вещества [c.457]

Опыт показывает, что серебряная пластинка заметно уменьшается, первый слой сульфида серебра незначительно увеличивается, а второй слой становится толще и увеличивается по массе в соответствии с убылью металлического серебра. Следо-пательно, продукт реакции — сульфид серебра — образуется только во втором слое, т.е. на поверхности серы. Это означает, что серебро переносится в виде ионов Ад+ через слой сульфида к поверхности серы, которая не переносится. Таким образом, процессом, лимитирующим (определяющим) скорость твердофазной реакции, является скорость диффузии ионов серебра через кристаллическую решетку сульфида серебра. Серебро диффундирует в виде ионов, а электронейтральность сохраняется за счет движения электронов в том же направлении (см. рис. 5.13, б). [c.275]

Как было показано выше, скорость твердофазной реакции зависит от двух факторов скорости химической реакции взаи- [c.275]

Коэффициент диффузии в кристаллах сильно зависит от концентрации дефектов, так как диффузия может проходить по точечным дефектам, вдоль дислокаций, по границам зерен, по порам, трещинам и т.п. При пониженных температурах преобладает диффузия по протяженным дефектам, с повышением температуры возрастает роль диффузии по точечным дефектам. Так как примеси влияют на концентрацию дефектов, то с помощью добавок скорость твердофазных реакций можно и увеличивать, и уменьшать. [c.276]

Таким образом, если, например, скорость гомогенных газофазных реакций зависит в основном от таких параметров, как температура, концентрация, давление, то скорость твердофазных реакций — от многих других факторов дисперсности, состояния поверхности, предыстории образца и др. [c.49]

Скорость истинных твердофазных реакций должна возрастать с повышением давления в результате увеличения контакта между зернами [284]. Однако при более высоких давлениях следует, по-видимому, ожидать уменьшения скорости твердофазных реакций в результате уменьшения коэффициента диффузии. [c.166]

Скорость твердофазной реакции, естественно, лимитируется наиболее медленным из процессов, определяющих данную реакцию. [c.55]

Можно с предельной категоричностью утверждать, что химические реакции, которые привели к появлению живого вещества, должны были протекать только в растворах, или, говоря более общо, в жидкой фазе. Ведь твердофазные реакции весьма немногочисленны по сравнению с жидкофазными и, главное, протекают в тысячи, а нередко и в миллионы раз медленнее (скорость твердофазной реакции ограничена в высшей степени медленным процессом диффузии продуктов реакции от поверхности раздела фаз в глубь кристалла). Газофазные реакции как возможная совокупность химических процессов, приводящих к образованию живого вещества, также исключаются. Очень сложные молекулы не могут существовать в газовой фазе, потому что у них энергия испарения превышает энергию связи между отдельными частями молекулы. Поэтому молекулы очень сложных химических соединений не удается перевести в газовую фазу даже при сверхнизком вакууме. Действительно, можно без труда перевести в пар уксусную кислоту, гораздо труднее этого достигнуть в случае глюкозы. [c.72]

Эти опыты Бриджмена, а также другие исследования реакций в твердой фазе при высоких давлениях, сочетавшихся с напряжениями сдвига, будут рассмотрены ниже в разделе, посвященном влиянию давления на скорость твердофазных реакций (стр. 248). [c.72]

Скорость твердофазной реакции лимитируется наиболее медленным из процессов, определяющих данную реакцию. Так как процесс диффузии в твердых телах протекает крайне медленно, то скорость большинства твердофазных реакций определяется скоростью диффузии компонентов через слой продуктов реакции. Исторически сложилось так, что кинетика твердофазных реакций создана фактически для случая, когда лимитирующей стадией является массоперенос. Характерно, что этот случай наиболее важен в техническом отношении, так как соответствует реакциям между порошками, смешанными механическим путем, т. е. охватывает различные области керамической, огнеупорной технологии и др. [c.42]

Таким образом, данные по механизмам образования ферритов никеля, магния, марганца качественно н количественно подтверждают предположения Вагнера о механизме образования феррошпинелей. Диффузионный характер их образования подтверждается также опытами по определению коэффициентов диффузии и констант скорости твердофазных реакций, [c.56]

Соотношения (2.82) — (2.85), характеризующие скорость твердофазной реакции при различных механизмах массопереноса, позволяют, в частности, оценить влияние дефектов нестехиометрии. [c.128]

Рис. 3.15. Зависимость константы скорости твердофазной реакции от температуры при различной концентрации дефектов в решетке реагентов.

Экспериментально доказано [81], что при легировании оксида цинка оксидом лития скорость твердофазной реакции [c.242]

В опыте № 40 шихта № 5 в виде крупки превратилась при достижении температуры 800° в большие оплавленные комки. Резкое отличие поведения этой шихты от шихты № 4 в аналогичном опыте № 41 объясняется, очевидно, грубым помолом соды (в шихте № 5—минус 0,12 мм, в шихте № 4—минус 0,06 мм), вследствие чего снизилась скорость твердофазных реакций соды с компонентами хромита. [c.28]

Скорость твердофазной реакции к Ут.ф.р определяется уравнением [c.176]

Следует отметить две важные закономерности во-первых, константы скорости твердофазных реакций на 3—4 порядка меньше констант скорости аналогичных газофазных и жидкофазных реакций, во-вторых, энергии активации твердофазных реакций в 2— 3 раза превосходят энергии активации жидкофазных реакций (более подробно об этом см. в гл. IV). [c.88]

Отличительной особенностью твердофазных процессов, протекающих в потоке плазмы, является высокая температура (2200— 3000 К) и воздействие на твердое тело активных частиц — атомов, ионов, возбужденных атомов, молекул и ионов. Поэтому высокотемпературные плазмохимические реакции могут протекать по иным механизмам, чем традиционные процессы. Влияет данное обстоятельство и на константу скорости твердофазных реакций. Результаты многочисленных экспериментальных исследований показывают, что зависимость ее от температуры выражается уравнением Аррениуса, в котором численные значения Е ж ко характеризуют степень затрудненности элементарных актов и всего процесса, являющиеся суммой этих актов. Для реакций типа газ — твердое тело Е зависит от химической активности обоих партнеров, участвующих во взаимодействии, поэтому высокореакционноспособные частицы — атомы и радикалы — способствуют снижению величины энергии активации. [c.70]

Повышение реакционной способности и скорости реакции наблюдается также при полиморфных превращениях благодаря временной нестабильности кристаллической решетки и в области температур распада (разложения) одного из компонентов реакции (эффект Хедвалла). Например, скорость твердофазной реакции с участием СаСОз при температуре его разложения больше, чем с СаО при той же температуре. [c.315]

Экспериментально установлено влияние скорости получение препарата на скорость его последующего химического превращения. Так, чем больше скорость получения двуводного оксалата никеля из сернокислого никеля и щавелевой кислоты, тем больше и скорость термического разложения оксалата. Перманганат аммония, полученный быстрым охлаждением раствора, взрывает при последующем нагреве до 78° С. Тот же препарат, полученный изотермическим испарением раствора, при последующем нагреве медленно разлагается, но не взрывает. Старение препаратов оксалата свинца приводит к появлению четких линий на дебаеграммах. Параллельно со старением кристаллов растет скорость реакций скорость растворения, скорость разложения,, восстановления водородом, скорость твердофазных реакций. Скорость реакции растет также с измельчением, что эксперименталы-но установлено для скорости дегидратации пятиводной сернокислой меди, термического разложения перманганатов, углекислого кадмия, оксалата свинца, гидрата окиси магния, перхлората аммония и ряда других реакций. При этом степень дисперсности почти не влияет на скорость термического разложения свежепо-лученных кристаллов. [c.121]

Исходя из представлений о том, что скорость твердофазных реакций увеличивается с повышением подвижности элементов решетки, Хедвалл систематически исследовал влияние кристаллографических превращений (см. 9.1) на ход реакций. Поэтому повышенная способность кристаллов к реакции во время или в результате кристаллографических превращений называется эффектом Хедвалла. Этот эффект имеет большое практическое значение при реакциях образования силикатов в производстве огнеупоров, так как ЗЮг и АЬОз обладают различными точками превращений, которые являются причиной скачкообразного изменения хода реакции. [c.424]

Но как приготовить смесь с достаточно большими и строго фиксированными размерами реакционной зоны Как уже отмечалось выше, это легко достичь, применяя химическое соосаждение или кристаллизацию солевых твердых растворов в равновесных условиях или криохимический синтез. Эффективность применения того или иного метода зависит от химической природы системы. Наиболее универсальным является криохимический синтез [14], простейший вариант которого сводится к следующему. Раствор соли, содержащей один из реагентов, превращают в поток монодисперс-ных капель, направляя последний в хладоагент (например, жидкий азот) капли быстро замораживают, затем сублимируют воду, а солевые гранулы после сублимации подвергают термообработке— разложению, гидролизу или восстановлению (лучше —в условиях виброожижения). Результатом является образование парош-кообразного реагента с определенной предысторией и строго контролируемым раз1мер01м кристаллитов. Аналопичным образом получают другие реагенты, смешиваемые с первым механически. Длительные помолы, особенно в присутствии жидкостей, в этом случае нежелательны, так как могут привести к механохимическим изменениям системы, существенно влияющим на скорость твердофазной реакции. [c.170]

В заключение следует отметить, что скорость твердофазных реакций в ряде случаев может быть изменена под действием электрического поля. К сожалению, этот эффект исследован пока лишь на простейших реакциях типа окисления металлов и термического разложения солей. Как показал Крегер [79], скорость роста соединения МоХь при наложении внешнего электрического поля выражается уравнением [c.260]

Воздействуя иа лимитирующую стадию процесса, можно изменять скорость твердофазных реакций. В частности, один из способов ускореиия предложен Хедваллом [5781. Он за-.ключастся в том, что реакции проводят прп температуре, со- [c.209]

При псследовашш зависимости скорости твердофазной реакции синтеза вольфрамата бария от частоты вращения и диаметра шаров (параметры, определяющие энергию соударения) намп установлено, что при определенных условиях имеет место измененпе режима протекания реакций. На рис. 102 п 103 представлены кривые а — % (время работы аппарата) для данной реакции в зависимости от н ё. Видно, что с уменьшением этиж величин скорость реакции замедляется и, кроме того, ири значениях со = 9 с и й = == 3 мм изменяется вид кинетических кривых. [c.240]

В 152] обращается внимание на известный 153, 54] факт сдвига в длинноволновую область края полосы поглощения ионных кристаллов прп их деформации. Уменьшение ширины запрещенной зоны, происходящее при этом, облегчает электронные переходы и делает возможным ок11с,1ите,1ьно-восстановительные процессы, которые в обычных условиях не идут. Гипотеза о протекании твердофазных реакций в тонкой водяной пленке, находящейся на поверхности, таклче не нашла экспериментального подтверждения, поскольку ока-за юсь. что скорость твердофазных реакций, инициируемых механическим воздействием, коррелирует не с растворимостью компонентов, а с вероятностью образования и подвижностью в них дефектов решетки [22]. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология