Кинетика диффузионная растворения

Подробный анализ различных аспектов растворения твердых веществ дан Г. А. Аксельрудом и А. Д. Молчановым [15] ими рассмотрены также способы интенсификации процесса. Предложено разделить способы интенсификации по механизму воздействия на кинетику диффузионного растворения на три группы [c.153]

Иногда при достижении определенной скорости растворения ингибирующее действие органического вещества на анодное растворение металла исчезает. Это связано с тем, что при значительных анодных токах адсорбированные частицы удаляются с поверхности вместе с атомами растворяющегося металла настолько быстро, что адсорбция ингибитора не успевает происходить. Механизм влияния поверхностно-активных органических веществ на скорость электрохимических реакций в значительной мере зависит от природы лимитирующей стадии. В условиях диффузионной кинетики поверхностно-активные вещества не влияют на электрохимическую кинетику. Исключение составляют системы, в которых снижение предельного диффузионного тока в присутствии поверхностно-активного вещества может быть обусловлено уменьшением числа участвующих в реакции электронов. В условиях возникновения полярографических максимумов 3-го рода неравномерная адсорбция некоторых поверхностно-активных веществ на поверхности ртутного капельного электрода вызывает перемешивание раствора и, следовательно, увеличение скорости электрохимической реакции (см. 38). Снижение тока ниже вызванное добавками поверхностно-активных веществ, означает, что стадия разряда-ионизации замедляется в такой степени, что становится лимитирующей стадией всего процесса. Ингибирование стадии разряда — ионизации [c.376]

Таким образом, кинетика процесса растворения 1 ли роста определяется величиной и соотношением коэффициентов у и р. Если Р3>7, то процесс идет в диффузионном режиме, при р< у скорость определяется реакцией растворения для (37), а для (38)—скоростью присоединения частиц к поверхности растущего кристалла. При выводе полученных соотношений предполагалось, что поверхности роста и растворения бесконечно велики. В случае растворения в ограниченном объеме V и при величине площади поверхности растворения 5 количество вещества, переходящее в раствор в единицу времени, выразится следующей зависимостью [c.339]

Особенности моделирования колонных биореакторов заключаются в необходимости учета существенного влияния структуры жидкостных и газовых потоков на характер распределения концентраций микроорганизмов, субстрата и растворенного кислорода по высоте колонны. В целом математическая модель формируется согласно ранее рассмотренной схеме на рнс. 3.3 и включает следующие основные блоки гидродинамики, массообмена и кинетики. Конструктивное разнообразие колонных биореакторов обусловливает применение различных моделей структуры потоков, описывающих ситуацию, соответствующую либо режиму вытеснения, либо ячеечной схеме потоков, либо диффузионной модели [5, 19, 22]. [c.156]

Итак, реальные условия растворения оказывают существенное влияние на выбор способа интенсификации и конструкции аппарата. По механизму воздействия на кинетику диффузионного растворения все способы интенсификации можно разделить на три группы [c.127]

Е. И. Г р а б о в а, Л. В, Попова. Изв. вузов. Хим. и хим. технол., 9, 567, 1966 (кинетика диффузионного растворения солей меди по данным [c.367]

При изучении внутридиффузионного процесса необходимо учитывать особенности пористой структуры сорбентов. В некоторых активных углях (КАД, АГ-3, СКТ) поры с различной энергией адсорбции образуют в грануле угля сплошные структуры, причем поры каждого вида выходят на поверхность зерна. Для углей с такой структурой развиты представления о параллельном массопереносе адсорбированных и неадсорбирован-ных молекул внутри гранулы [19, 20]. Для расчета внутри-диффузионной кинетики адсорбции в таких сорбентах может быть использована модель однородного адсорбента, учитывающая массоперенос во внутрипоровой жидкости, заполняющей транспортные каналы (макро- и мезопоры) и в адсорбционном пространстве угля (в микропорах). Хорошее согласование экспериментальных кинетических кривых с данными расчетов по такой модели свидетельствует о корректности ее применения к изучению кинетики адсорбции растворенных веществ на активных углях [19, 21—24]. [c.117]

А. Н. Щукарев (1896 г.) на примере простейшей диффузионной кинетики растворения твердых тел в жидкостях сформулировал закон [c.205]

Процессы образования и дальнейшей кинетики газовых пузырьков в жидкости изучались рядом исследователей [45—47]. Однако в их работах не уделялось должного внимания влиянию диффузии газов на характеристики газожидкостной смеси. Диффузионное растворение газовых пузырьков в воде анализировалось в работе [48], но без учета особенностей напорной флотации. [c.94]

Сложнее зависимость изотермической перегонки от температуры, которая влияет и на растворимость, и на скорость процессов первой и третьей стадии. Чем меньше растворимость, тем больше роль этих стадий в кинетике всего процесса. Растворимость может увеличиваться, а может и уменьшаться с повышением температуры. В то же время повышение температуры всегда приводит к ускорению стадий растворения и роста частиц. Может случиться так, что при одной температуре лимитирующей является первая стадия, а при другой — вторая стадия. Обычно константы скорости химических реакций, к которым можно отнести стадии растворения и роста частиц, увеличиваются с повышением температуры быстрее, чем константа скорости диффузии. Например, при повышении температуры на 10°С коэффициент диффузии в растворах увеличивается на 30—40%, а константа химической реакции возрастает в 2—4 раза. Это обусловлено тем, что энергии активации процесса в диффузионной области находятся в пределах 5— 20 кДж/моль, а в кинетической области 50—200 кДж/моль. Таким образом, с понижением температуры скорости первой и третьей стадии изотермической перегонки резко уменьшаются по сравнению со скоростью диффузионной стадии и могут стать лимитирующими скорость протекания всего процесса перегонки. [c.278]

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]

Заметим, однако, что при таком представлении о кинетике кислотного растворения минералов трудно объяснить большую разницу в скорости растворения различных минералов. Диффузионная теория не может объяснить целый ряд фактов, например, различные скорости выделения СО2 при разложении кислотами обычного кальцита и исландского шпата (бесцветная прозрачная разность кальцита), а также различную скорость выделения СО2 разными гранями одного кристалла. Кроме того, она не объясняет достаточно большую толщину (до 10—30 мкм) диффузионного слоя, превышение кажущейся энергии активации для различных реакций растворения над энергией активации диффузии растворенного вещества и т. д. [c.30]

Еще более сложным для расчетов представляется процесс растворения полидисперсных материалов, имеющих разные размеры исходных частиц. При этом кинетика растворения крупных и мелких частиц с самого начала их растворения может оказаться неодинаковой для частиц одного размера скорость растворения будет зависеть от сопротивления наружной диффузии, а для частиц других размеров - от сопротивления собственно процесса растворения или даже в пределах одной только диффузионной кинетики процесса растворения значение коэффициента массоотдачи будет по-разному зависеть от размера частиц различного начального диаметра. [c.482]

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]

Система дифференциальных уравнений, описывающая внутри-диффузионную кинетику адсорбции растворенных веществ однороднопористыми зернами адсорбента, может быть записана в следующем виде [c.204]

Создание оптимальных гидродинамических условий барботажа предопределяет высокоэффективное протекание массообменных процессов диффузионного растворения кислорода, оказывает решающее влияние на кинетику этого процесса. Основное отличие массового двухфазного потока от элементарного акта барботажа состоит в изменяющемся по объему потока составе водовоздушной смеси, наличии мощной поперечной циркуляции в потоке и отсутствии фиксированной границы раздела фаз. Анализ процесса массопередачи осложнен еще в том, что одна из фаз (газовая) дискретна. Многочисленные попытки совместного аналитического решения уравнений процессов массопередачи и гидродинамики в условиях массового барботажа успеха пока не имели. [c.25]

За прошедший период протяженностью более 50 лет в области исследования диффузии в полимерах достигнуты значительные успехи определен общий характер изменения коэффициентов диффузии с составом системы и температурой, обнаружено на простейших системах значительное влияние размера и формы диффундирующих молекул на скорость диффузии, рассмотрены вопросы теории кинетики и растворения полимеров, структурообразования и пленкообразования, разработаны основы диффузионной теории адгезии полимеров, накоплен значительный экспериментальный материал по газопроницаемости полимерных материалов, изучена проблема селективной газопроницаемости полимерных мембран, установлены соотношения между релаксационными и диффузионными процессами в полимерных матрицах, общие закономерности кинетики перемещения фазовых границ в системах полимер — растворитель и др. [c.5]

Отсюда, при условии, что кинетика анодного растворения лимитируется диффузией дырок из глубины электрода к его поверхности (при >3-10 а/см ), уменьшение тока насыщения дырок в кристалле с ростом диффузионной длины будет приводить к увеличению поляризации. [c.41]

Кинетика процессов экстракции и растворения следует сложным закономерностям. Для ее расчета обычно используют математические модели, в основу которых положены следующие упрощающие допущения 1) твердые частицы имеют сферическую форму, 2) частицы обладают изотропной структурой, т. е. диффузионная проводимость распределяемого вещества в них одинакова по всем направлениям 3) при извлечении твердой фазы последняя равномерно распределена по объему частицы. [c.551]

Однако в ряде случаев, например при растворении алюминия и олова в соляной кислоте, диффузионная теория оказалась неприменимой. В этом случае скорость процесса на границе твердое тело — растворитель невелика по сравнению со скоростью диффузии, но быстро растет с температурой. Диффузионная теория также неприменима для объяснения кинетики реакции гетерогенного катализа. [c.228]

Коэффициенты скорости растворения, входящие в уравнения кинетики, зависят от коэффициентов диффузии ионов и молекул в растворе, от энергий кристаллических решеток, а иногда и от растворимости вещества. На все эти факторы влияет температура. Существенным фактором, определяющим значения коэффициентов скорости растворения, является эффективная толщина диффузионного слоя у межфазной поверхности. Она зависит от гидродинамических условий и, следовательно, от способа растворения и используемой аппаратуры. Чем меньше вязкость растворителя и чем больше скорость его перемещения относительно поверхности растворяемого тела, тем тоньше диффузионный слой, т. е. тем меньше диффузионное сопротивление и тем больше коэффициент скорости растворения. [c.220]

Обе стадии протекают с различной скоростью, и кинетика растворения зависит от соотношения этих скоростей. Классические работы в этой области Нойеса и Уитнея, Бруннера и Нернста, Щукарева и др. привели их к заключению, что скорость растворения твердых тел определяется скоростью диффузии. Позднее Нернст более детально разработал диффузионную теорию кинетики гетерогенных процессов. Согласно этой теории процесс взаимодействия твердого тела с растворителем на границе раздела фаз идет значительно быстрее диффузии продуктов растворения в объем и растворителя к поверхности. В таком случае скорость растворения определяется скоростью диффузии, как наиболее медленной стадии процесса. [c.227]

Влияние кислорода. Скорость коррозии металлов в нейтральных растворах существенно зависит от концентрации растворенного в коррозионной среде кислорода, который обеспечивает протекание катодной реакции. В большинстве случаев кислород поступает из атмосферы, и скорость коррозии в соответствии с механизмом диффузионной кинетики электрохимического процесса прямо пропорциональна его концентрации. Линейная зависимость наблюдается до тех пор, пока не будет достигнута достаточно высокая концентрация кислорода, после чего поверхность металла начинает пассивироваться. Содержание кислорода в коррозионной среде зависит как от состава и концентрации солей, так и от температуры, условий перемешивания и других факторов, определяющих его растворимость в данной среде. [c.25]

Если A/d <1, то твердая частица практически не увлекается жидкостью, а кинетика диффузионного растворения при нало/кенпп колебаний на неподвижную жидкость описывается критериальными уравнениями, полученными В. Е. Накоряковым и А. П. Бурдуковым аналитически [139] [c.138]

Теоретически возможны и практически найдены такие случаи растворения, при которых скорость растворения лимитируется не диффузией, а скоростью межфазового перехода вещества в раствор [76]. В других случаях межфазовый переход вещества может играть роль осложняющего фактора в диффузионном растворении. М. В. Товбину и А. Б. Здановскому [76, 193] принадлежит современная интерпретация такой усложненной кинетики, в соответствии с которой общее сопротивление переходу вещества в раствор складывается из двух сопротивлений [c.26]

При благоприятных условиях контролируют состояние поверхности электрода и препятствуют адсорбции на аноде пассивирующих частиц (например кислорода), которые в других условиях могли бы занять поверхность электрода, вызвать пассивацию электрода и препятствовать получению высоких скоростей электрохимического растворения металла. Однако анодно-анионная активация не устраняет пассивационных явлений вовсе. При достижении определенной критической плотности тока кр наступают некоторые ограничения для дальнейшего увеличения i (это видно на рис. 1). Однако кр имеет диффузионную природу и может быть многократно увеличено интенсивным перемешиванием раствора. Некоторые теоретические вопросы диффузионной кинетики анодного растворения металлов при комплексообразовании с анионами электролита были рассмотрены в работах [14, 15]. Экспериментальные данные показали, что в интервале концентраций растворов Na l, применяемых при ЭХРО, кр снижается при [c.159]

О и 1 она характеризует область протекания реакции. Если оЬо (м- -1 —М ) и%Ук (-Ро.)а, то Рэкв)к О, и имеет место чисто диффузионный режим. Если же (па 1 — Па) < и% к (Ро.), то (Рэкв) к (Рог)к- Это означает, что диффузионные ограничения по транспорту кислорода пренебрежимо малы скорость процесса определяется кинетикой реакции растворения. Между этими двумя крайними случаями лежит область переходных режимов. [c.144]

Скорость растворения фосфатов в расплаве СаС1з подчиняется уравнению диффузионной кинетики. Скорость растворения при 1273 К возрастает в ряду трикальцийфосфат < апатитовый концентрат <С фторапатит <С гидроксилапатит. [c.147]

Если взять крупинку никеля, тО В Начале наблюдается большая плотность тока разряда ионов меди на первичных зародышах и очагах кристаллизации и малая плотность анодного растворения никеля. Поэтому в первичной стадии не исключено воз-никно1вение диффузионной кинетики разряда ионов меди (см. рис. 173). [c.367]

Первым и наиболее важным из них является молекулярнаядиффузия. При равновесном потенциале электрода концентрация растворенных веществ во всех точках раствора за пределами двойного электрического слоя одинакова. При пропускании тока вблизи электрода это условие нарушается, так как одни вещества вступают в электродную реакцию, другие образуются в результате реакции. Возникает разница в концентрациях (или точнее в активностях) растворенных веществ вблизи электрода и в объеме раствора, что приводит к диффузии разряжающегося вещества из объема раствора к электроду, а продуктов реакции — от электрода в объем раствора. Так как концентрационные изменения всегда сопутствуют электрохимическому процессу, то молекулярная диффузия происходит во всех электродных реакциях, тогда как другие способы массопереноса могут накладываться на процесс молекулярной диффузии или отсутствовать вовсе. Именно поэтому рассматриваемый раздел называют диффузионной кинетикой. [c.157]

Повышение температуры в большинстве случаев является эффективным средством ускорения растворения. Когда процессы растворения подчиняются диффузионной кинетике, температурный коэффициент их скорости практически совпадает с температурным коэффициентом диффузии при возрастании температуры на 10 К скорость растворения увеличивается в 1,5—2 раза. Повышение температуры способствует снижению вязкости раствора и, следовательно, уменьшает толщину диффузионного слоя и его сопротивление массопере-даче — значение К возрастает. Но, помимо этого, при повышении температуры возрастает растворимость Хц большинства веществ, т. е. увеличивается движущая сила растворения Хо—х, а поэтому и скорость растворения. Для веществ же, растворимость которых с повышением температуры yM HbmaeT H, нагревание может не только не ускорить, но даже замедлить или совсем приостановить этот процесс. [c.219]

Понятие о пути диффузии широко использовалось в ранних теориях кинетики гетерогенных процессов. Так, растворение твердых тел в жидкостях рассматривалось как два последовательных процесса образование тонкого слоя насыщенного раствора с концентрацией Сп на поверхности тела и диффузия вещества из этого слоя в объем растворителя. Первый процесс происходит намного быстрее, чем второй. Поэтому последний и становится лимитирующим. При этом полагали, что тонкий слой жидкости на поверхности твердого тела является неподвижным и не промешивается. Вещество переносится через этот слой только молекулярной диффузией. Толщина такого слоя, называемого диффузионным, равна пути диффузии Д. Концентрация вещества на одной стороне слоя равна С , а на другой равна концентрации Со во всем объеме растворителя. В соответствии с законом Фика скорость растворения d Idt выражается уравнением [c.260]

Углеводороды могут изменять кинетику электрохимических реакций в зависимости от анионного состава электролита и концентрации ионов водорода- В растворе хлористого натрия и в растворе уксусной кислоты в присутствии индивидуальных углеводородов октана, бензола, циклогексана наблюдалось увеличение коррозионных потерь. Это объясняется наличием растворенного кислорода в углеводородах, что приводит к повышению содержания кислорода в системе и увеличению доли коррозионного процесса, протекающего с кислородной деполяризацией [21]. Увеличение коррозионных потерь в растворе хлортстого натрия составляло в среднем 20-30 %, а в водных растворах уксусной кислоты скорость коррозии возрастала заметнее, чем в растворе хлористого натрия. Наводороживание в присутствии сероводорода в обоих растворах уменьшается, что в работе [21] объясняется связыванием кислородом адсорбировавшегося водорода по реакции 1/2 О2 + 2Надс - НаО. В сероводородсодержащих растворах Na l количество диффузионно-подвижного водорода достигало 2,2 см /ЮО г. Введение малых добавок -6,25 % октана, циклогексана и нефти привело к его снижению до 1,2 1,0 1,4 см /ЮО г соответственно [21]. Бензол при этой концентрации оказывал меньшее влияние, однако в связи с более высокой растворимостью сероводорода в бензоле, чем в октане и тем более в циклогек- [c.32]

Задача о массотеплообмене движущейся твердой частицы, капли или пузыря с окружающей средой лежит в основе расчета многих технологических процессов, связанных с растворением, экстракцией, испарением, горением, химическими превращениями в дисперсной системе, осаждением аэрозолей и коллоидов и т. п. Так, в промышленности процесс экстракции проводится из капель или пузырей, широко применяются гетерогенные химические превращения с использованием частиц катализатора, взвешенных в жидкости или газе. При этом скорость экстракции и интенсивность каталитического процесса в значительной мере определяются величиной полного диффузионного притока реагента к поверхности частиц дисперсной фазы, который в свою очередь зависит от кинетики поверхностной химической реакции, характера обтекания частицы, влияния соседних частиц и других факторов. [c.9]

Зиачеине диффузионных процессов. Д. играет важную роль в разл. областях науки и техники, в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Д. оказьшает влияние на протекание или определяет механизм и кинетику хим. р-ций (см., напр., Диффузионных пламен метод, Макрокинетика), а также мн. физ.-хим. процессов и явлений мембранных, испарения, конденсации, кристаллизации, растворения, набухания, горения, каталитических, хроматографических, люминесцентных, электрич. и оптич. в полупроводниках, замедления нейтронов в ядерных реакторах и т.д. Большое значение имеет Д. при образовании на границах фаз двойного электрич. слоя, диффузиофорезе (см. Электроповерхностные явления) и элекрофорезе (см. Электрокинетические [c.104]