Реакции твердофазовые

Одним иэ важнейших процессов, протекающих при нагревании смеси твердых веществ, является спекание. Оно влияет как на скорость протекания твердофазовых реакций, так и на свойства конечного продукта. [c.208]

Реакции в твердом состоянии имеют большое научное и техническое значение, а учение о реакциях в смесях твердых веществ, или твердофазовых реакциях, является основой технологических процессов в производстве керамики, огнеупоров, вяжущих веществ и пр. Эти реакции связаны со взаимодействием твердых веществ, обычно в порошкообразном состоянии, при отсутствии жидкой фазы. [c.204]

С )остом температуры синтеза исходного расплава в силикатном стекле снижается количество типов кремнекислородных группировок. Это происходит вследствие разрушения образовавшихся при твердофазовых реакциях группировок с повышенной долей ионных связей (островные, кольцевые, цепочные структуры) благодаря сдвигу равновесия в сторону образования более сложных и термодинамически более устойчивых комплексов слоистого и каркасного строения. [c.201]

Термодинамический анализ последовательно протекающих твердофазовых реакций может использоваться для решения вопросов устойчивости отдельных фаз и соединений, а также для установления наиболее общих закономерностей протекания химического взаимодействия в твердой фазе. Выяснение последовательности протекания реакций и термодинамической вероятности образования тех илн иных соединений помогает объяснять процессы в системе и находить пути совершенствования технологии. [c.237]

Ступенчатый характер протекания многих реакций твердофазового синтеза приводит к тому, что одно и то же химическое превращение смеси твердых веществ на разных стадиях своего протекания может быть отнесено к тому или иному классу. Это вызывает некоторые затруднения при использовании изложенного принципа классификации. Однако ее главное преимущество перед другими классификациями, в основе которых лежит анализ состава и числа исходных химических реагентов и продуктов реакций, состоит в том, что она позволяет по классу реакций судить в большей мере о механизме и кинетике и формулировать закономерности, управляющие этой реакцией. [c.294]

КИНЕТИКА ТВЕРДОФАЗОВЫХ РЕАКЦИЙ [c.215]

Твердофазовые реакции протекают очень медленно и практически никогда не доходят до конца. В отдельную группу они выделены потому, что характер их во многом специфичен и отличен от характера реакций в жидкостях и газах. Реакции в твердой фазе сопровождаются не только химическими, но и разнообразными физическими и физико-химическими процессами. Например, еще до начала химического взаимодействия или одновременно с ним могут протекать такие процессы, как спекание, рекристаллизация, полиморфные превращения и т. п. С того момента, когда в результате химического взаимодействия появляются твердые продукты реакции, пространственно разделяющие исходные вещества, дальнейшее течение процесса начинает определяться диффузией через слой продуктов реакции. В подавляющем большинстве реакций, происходящих в твердых телах, химическое взаимодействие на межфазовой границе при повышенных температурах протекает достаточно быстро, скорость же суммарного процесса определяется процессами переноса и диффузией. Явления диффузии, спекания, рекристаллизации оказывают существенное влияние не только на ход реакций, НО и на свойства и количество конечных продуктов химического взаимодействия в твердых телах. [c.204]

Рассмотренный весьма сложный ход реакций твердофазового взаимодействия затрудняет математическое описание их кинетики. Вследствие этого до настоящего времени при описании кинетики твердофазового взаимодействия используют часто полуэмпирические зависимости, весьма приближенно описывающие кинетику взаимодействия тех или иных конкретных сочетаний твердых веществ. [c.307]

Многочисленными опытами показано, что нельзя распространять кинетические закономерности протекания в определенных условиях одной стадии реакции на всю реакцию, а тем более закономерности одной реакции на все твердофазовые процессы. [c.217]

При твердофазовых процессах возможно протекание ряда последовательных реакций. Если скорости их несоизмеримы между собой, то общая скорость и кинетические закономерности процесса, лимитируемого химическими явлениями, будут определяться скоростью и кинетикой самой медленной реакции. [c.218]

Термодинамический метод имеет особое значение в тех случаях, когда синтез материалов основан на твердофазовых реакциях, например, керамика, огнеупоры, специальные керамические массы и т. д. [c.224]

Скорость твердофазовых реакций сильно зависит от температуры. Удельное значение константы скорости реакции К связано с температурой соотношением [c.215]

Можно выделить и ряд других процессов, например процессы, контролируемые скоростью теплообмена (связанные, например, с выделением тепла и повышением температуры на поверхности раздела фаз), лимитируемые адсорбцией или возгонкой, контролируемые скоростью образования зародышей и др. Однако доля таких процессов в общей сумме твердофазовых реакций менее существенна. [c.215]

Как известно, твердофазовые реакции идут самопроизвольно в сторону уменьшения свободной энергии Гиббса Z системы до некоторого минимального значения. [c.234]

Твердофазовые реакции практически не достигают равновесия. Равновесие может наступить лишь при определенных маловероятных условиях, поскольку AZ может быть близким к пулю в следующих случаях [c.234]

Большое значение, которое придается изучению дефектов кристаллической решетки в физике твердого тела, обусловлено их огромным влиянием на свойства кристаллических веществ. Кроме того, дефекты оказывают часто решающее влияние на такие процессы, как рост кристаллов, массоперенос (диффузии) в твердых телах, определяющий кинетику таких важных в технологии силикатных и других тугоплавких неметаллических материалов процессов, как твердофазовые реакции, спекание, рекристаллизация и т. д. [c.67]

С термодинамической точки зрения конечной фазой независимо от способа получения всегда будет модификация с наименьшим значением Д2. Однако осуществление той или иной реакции зависит не только от величины Д2, но и от факторов кинетического порядка и энергии активации процесса. Поскольку твердофазовые реакции в силикатных системах протекают при высоких температурах, то величины энергии активации сравнительно невелики и ими можно пренебречь. Скорость же реакции может оказать влияние чем она выше, тем больше вероятность протекания реакции при данных условиях. Поэтому если в ряду соединений с уменьшением Д2 скорость реакции увеличивается, то в этом случае с наивысшей скоростью будет образовываться максимально устойчивое соединение и термодинамическая вероятность совпадает с кинетической. При снижении скорости реакции с уменьшением сначала образуется соединение с максимальной скоростью реакции и минимальным а переход к устойчивому соединению происходит последовательно с уменьшением АЕ. Но конечным соединением при благоприятных кинетических условиях всегда должны быть соединения с минимальным значением АЕ. [c.237]

Результаты термодинамических исследований идеальных твердофазовых реакций позволяют 1) определить принципиальную возможность и вероятное направление реакций по знаку и величине AZ° (реакция возможна при AZ°<0) 2) провести сравнительное сопоставление вероятности протекания твердофазовых реакций и устойчивости отдельных соединений в пределах силикатных и подобных систем. В этом случае целесообразно сравнивать AZ° реакций в зависимости от соотношения исходных компонентов, причем термодинамически наиболее вероятной будет реакция, имеющая минимальное значение AZ°, а образующееся соединение окажется наиболее устойчивым. [c.238]

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТВЕРДОФАЗОВЫХ РЕАКЦИЙ [c.238]

Ионный микрозонд. Ионный поток имеет диаметр 10 нм. Масс-спектрограммы дают возможность контролировать движение, например, кислорода в твердофазовых реакциях. [c.153]

Многообразие форм уравнений кинетики твердофазовых процессов отражает многообразие моделей физико-химических механизмов в конденсированных системах. В связи с этим неоднократно делались попытки найти общие безмодельные принципы построения химической кинетики гетерогенных реакций. В частности, Н. С. Акулов предложил уравнение, которое применимо как для гомогенных, так и для гетерогенных реакций [c.180]

В дальнейшем (период 8ц) происходит медленная твердофазовая реакция на поверхности защитного слоя первичного гидрата. Отношение /S меняется с 3 до 1,6, в жидкой фазе равномерно увеличивается концентрация Са и 0Н . В конце периода Sn низкоосновный метастабильный гидрат достигает достаточно большего размера для того, чтобы стать центром кристаллизации стабильного гидрата, образующегося в период ускорения гидратации Sm и позже. [c.77]

Переход непрореагировавшего с глиной Са(0Н)2 в карбонаты также содействует упрочнению материала и, что еще важнее, уменьшает его пористость [375]. Повышение прочности глино-цементных образцов в условиях высоких (100—140° С) температур связано с усилием взаимодействия слагающих минерал окислов (независимо от того, по какому механизму идет это взаимодействие через раствор, что может иметь место, так как растворение глины усиливается в щелочной среде почти в десять раз, или путем твердофазовых реакций) с гидратирующимся вяжущим, вплоть до полного исчезновения палыгорскита. [c.150]

Одним из путей утилизации гальванических шламов является использование их как сырья для синтеза керамических пигментов [216]. По существующей технологии пигменты синтезируют из оксидов Сг, Ре, 2п, Со, 2г и других металлов путем их размола в определенном соотношении между собой и примесями минерализаторов с последующей термообработкой при 1100-1400 °С. При таких температурах протекают твердофазовые физико-химичес-кие реакции с образованием шпинелей, которые и обусловливают цвет получаемых пигментов. [c.190]

Наличие в кристаллах точечных дефектов по Шоттки и Френкелю оказывает существенное влияние на многие свойства кристаллических тел. В частности, их присутствие в кристалле и способность к миграции обусловливают ионную электрическую проводимость и процессы массопереноса (диффузии) в кристаллической решетке (в бездефектном идеальном кристалле процесс массопереноса практически невозможен). В связи с этим присутствие точечных дефектов сильно ускоряет такие важные в технологии силикатов и тугоплавких неметаллических материалов процессы, как твердофазовые реакции, спекание, рекристаллизацию и т. д., скорость которых определяется скоростью диффузии материальных частиц. Образование дефектов по Шоттки приводит к возрастанию объема кристалла (кристалл как бы распухает за счет достраивания с поверхности атомами, удаляющимися из узлов решетки) и понижению его плотности (образование дефектов по Френкелю во всяком случае в первом приближении не приводит к изменению плотности). [c.87]

Основной задачей химической технологии силикатов и родственных им тугоплавких неметаллических материалов является превращение сырьевых смесей в готовые продукты, представляющие собой чаще всего изделия определенных размеров и формы. Такое превращение, как правило, является следствием высокотемпературной обработки исходных материалов, при которой происходят сложные физикохимические процессы химические, в том числе твердофазовые реакции, спекание, рекристаллизация, кристаллизация из расплавов, растворов, газовой фазы и т. д. Направление и полнота протекания этих процессов определяют в конечном счете свойства готового продукта, а от их скорости во многом зависят режим работы, производительность печных агрегатов и расход энергии на обжиг. [c.287]

Под твердофазовыми реакциями понимают реакции, осуществляющиеся за счет непосредственного взаимодействия между частицами твердых веществ без участия жидкой или газовой фаз. [c.289]

Выделение твердофазовых реакций в особую группу связано с их специфическим характером, во многом отличном от характера реакций в газах и жидкостях. В газовых и жидких смесях термодинамически возможные реакции происходят сравнительно легко при условиях, определяемых простыми статистическими законами. При взаимодействии же твердых тел, элементы кристаллических решеток которых обладают малой подвижностью, способность веществ вступать в химическое взаимодействие друг с другом является часто далеко недостаточным условием протекания реакции. Это обусловлено тем, что химическому взаимодействию веществ в твердом состоянии неизбежно сопутствуют, а часто и предшествуют разнообразные физические и физико-химические процессы, которые во многом определяют весь ход твердофазового взаимодействия. [c.289]

Первые основные положения о механизме реакций в смесях твердых веществ были сформулированы Тамманом (1935), затем Хедваллом (1938) и сыграли большую роль в изучении реакций между твердыми веществами, послужили базой для их дальнейшего исследования. Впоследствии представления о механизме твердофазовых реакций были развиты и конкретизированы в работах Вагнера. [c.211]

Расчет вероятности образования соединений для заданного состава смеси. На примере системы СаО—AI2O3—ЗЮг прослеживается возможность протекания твердофазовых реакций в интервале температур 400—1600°К и сопоставляется устойчивость образующихся соединений. Расчеты производятся на основании следующего состава (в массовых долях) [c.239]

В последние годы гипотеза о преимущественном осаждении гидратов на поверхности зё ёВ нтщретирйванных вяжущих разделяется большинством ученых [56—58], о чем говорилось на V Международном симпозиуме по химии цементов. Основные разногласия по-прежнему связаны с представлениями о роли растворения и твердофазовых реакций в процессе гидратации цемента. [c.38]

Реакции в смесях порощкообразных веществ осуществляются за счет непосредственного взаимодействия между частицами исходных компонентов или при участии жидкой и газовой фаз, присутствие которых значительно повышает скорость процесса. Независимо от природы исходных компонентов продукты твердофазовых реакций представляют собой плотный или пористый спек, состоящий из радиально-лучистых агрегатов и разноориентированных игл или волокон фторамфибола длиной от 0,5 до 1 мм при толщине от 0,1 до 10 мкм. По своей текстуре эти продукты часто напоминают плотный войлок. Содержание фторамфибола в них обычно составляет 70—95 7о, а в продуктах перекристаллизации некоторых минералов 30—50 7о. В качестве примесей присутствуют фториды, кристобалит, тридимит, форстерит, минералы группы гумита, пироксены, слюда, стекло. [c.117]

Накопленный опыт многих исследователей показывает, что при использовании твердофазовых реакций можно получать волокнистые фторамфиболы разнообразного химического состава, многие из которых не имеют аналогов в природе. Этот метод дает возможность синтезировать волокнистые, асбестоподобные фторамфиболы при сравнительно невысоких (900—1Ю0°С) температурах и атмосферном давлении. Поэтому усилия исследователей были направлены на уточнение оптимальных условий этого процесса. [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология