Диффузионный слой распределение концентраци

Уравнение (УП1.2) называется первым основным уравнением диффузионной кинетики. Оно связывает скорость электродного процесса с распределением концентрации вблизи поверхности электрода. Второе основное уравнение диффузионной кинетики — уравнение Нернста, которое справедливо при протекании электрического тока, так как само электродное равновесие при этом не нарушается. Неравновесным в условиях лимитирующей стадии переноса оказывается некоторый слой раствора (или слой амальгамы) вблизи поверхности электрода, в котором концентрация реагирующих веществ изменяется от значения С в объеме до f — у поверхности (так называемый диффузионный слой, который следует отличать от диффузной части двойного слоя). Чтобы определить потенциал электрода при протекании тока, в уравнение Нернста подставляют концентрацию реагирующего вещества у поверхности электрода. Таким образом, если процесс идет на электроде первого рода, то [c.173]

Аналитические определения коэффициента массоотдачи в большинстве случаев базируются на представлении о диффузионном слое — области, прилегающей к поверхности твердого тела, в которой концентрация резко надает от ее величины на поверхности до величины в основной массе раствора. В пределах диффузионного слоя распределение концентраций С (х, у) описывается дифференциальным уравнением и граничными условиями [c.53]

III. Для электрода, находящегося в равновесных условиях, диффузионный слой отсутствует (концентрации электрохимически активных частиц у поверхности электрода равны объемным). Для электрода, выведенного из состояния равновесия, решение уравнений на основе второго закона Фика позволяет описать распределение реагирующих частиц на границе электрод — раствор во времени [33, 44]. Вместо (1.25), соответствующего диффузион- [c.27]

Для неизотермического слоевого режима горения в диффузионной области распределение концентрации кислорода по высоте слоя определяется следующим уравнением [c.58]

Распределение концентраций в диффузионном слое имеет линейный характер (рис. 14 ). [c.205]

Качественная картина возможных распределений концентраций компонентов А п В ъ пограничной области жидкости показана на рис. У-З. Кривые 1 относятся к тому случаю, когда реакция между А ш В протекает сравнительно медленно. Наибольшее превращение происходит в объеме жидкости, а в пограничном слое концентрация А понижается главным образом благодаря диффузионному сопротивлению. [c.161]

Разноречивы мнения о роли твердых частиц в механизме перемешивания газа. Одни [6, 22 считают, что порции газа чисто механически захватываются частицами, движущимися навстречу основному потоку газа, другие [23, 24] указывают на преимущественно адсорбционный характер переноса газа пористыми частицами. Такие выводы сделаны но результатам экспериментов с непористыми материалами. Вероятно, в зависимости от гидродинамического режима (пузырчатый и агрегатный) удельный вес того и другого механизма различен, а в общем рассмотрении оба они имеют место. Так же, как и для твердых частиц, при описании перемешивания газа применяют диффузионную модель, когда степень перемешивания характеризуется через коэффициент осевой эффективной диффузии Величину этого коэффициента определяют опытами с трассирующим газом. При этих опытах на какой-то высоте над газораспределительной решеткой по оси аппарата вводят газ-трассер, например, гелий или углекислый газ. По высоте и радиусу слоя ниже и выше точки ввода трассера отбирают и анализируют пробы газовой смеси. Характер распределения концентраций трассера по разным сечениям иллюстрируют [25] кривые рис. 22. [c.35]

Распределение влаги в материале при проведении сушки будет зависеть в данном случае от сил тяжести. Например, при сушке горизонтального слоя снизу может оказаться, что концентрация влаги будет увеличиваться в направлении движения влаги (что является полной противоположностью диффузионной сушке, где концентрация влаги уменьшается в направлении движения влаги). [c.649]

Простой метод вывода соотношения между скоростью движения хроматографической зоны и величиной сорбции приведен в [1]. Он рассматривает колонку единичного сечения, в которой равновесие между концентрацией вещества в подвижной и неподвижной фазах устанавливается мгновенно и действие диффузионных факторов отсутствует. Тогда в некоторый момент времени t распределение концентрации вещества вдоль слоя сорбента описывается какой-то кривой / (рис. 8). За время зона вещества передвигается на расстояние, при котором точка, соответствующая количеству вещества в единице объема ао, занимает новое положение ао" на кривой 2. [c.20]

Рис. 82. Схема ячейки и распределение концентрации реагирующего вещества в диффузионном слое при стационарной диффузии

Если в растворе отсутствует избыток индифферентного электролита, то движение ионов происходит одновременно под действием диффузии и миграции. При стационарных условиях в соответствии с уравнением (30.21) наблюдается линейное распределение концентрации в диффузионном слое, поскольку [c.158]

Толщина диффузионного слоя одинакова на любых участках диска, а потому имеется всего одна кривая распределения концентрации реагирующего вещества в зависимости от у. Это свойство вращающегося дискового электрода называется равнодоступностью его поверхности. Как видно из соотношения (34.1), равнодоступность является следствием компенсации двух эффектов возрастания линейной скорости движения точки на диске с ростом г и одновременного удаления от точки набегания. Для экспериментальной проверки вывода о равнодоступности поверхности проводилось осаждение металла (например, меди) на вращающемся дисковом электроде. Так как толщина слоя осажденного металла оказалась одинаковой на разных участках диска, то это подтверждало вывод о постоянстве плотности тока на [c.168]

При учете более высоких членов ряда, дающего распределение концентрации в диффузионном слое, получается следующее выражение для предельного диффузионного тока, текущего на вращающийся дисковый электрод [c.170]

Для нахождения величин с необходимо знать распределение концентрации реагирующих веществ вблизи поверхности плоского электрода, т. е. функцию С (х). Обычно полагают, что f=i i (х=0), хотя величина представляет собой концентрацию вещества I на границе диффузионного слоя и диффузной части двойного слоя. Если, однако, концентрация электролита фона 0,1 г-экв/л, то толщина диффузной части двойного слоя существенно меньше толщины диффузионного слоя и ошибка, вносимая допущением С(=С (л =0), оказывается незначительной. [c.174]

Массоотдача с поверхности сферической частицы. При аналитическом расчете кинетики массоотдачи обычно принимают, что сопротивление массоотдаче создается диффузионным пограничным слоем. Распределение концентраций в нем описывается уравнением (V. 16), когда движение можно считать двухмерным. Так как концентрация переносимого вещества по нормали к поверхности меняется значительно сильнее, чем вдоль нее, то поле концентраций с достаточной точностью определяется из уравнения дс, дс - д с [c.423]

Для того чтобы сделать возможный определение коэффициентов внутренней диф узии, когда последние маскируются внешней диффузией, а также для описания диффузии в неоднородной среде, автором был предложен новый подход к описанию процессов диффузии /5/, заключающийся в теоретическом вычислении связи среднего времени десорбции с коэф циентами диффузии в ионите и растворе, размером частиц ионита, толщиной эффективного диффузионного слоя в растворе на границе с частицей и другими параметрами. Для экспериментального определения среднего времени десорбции X, как легко видеть, должна быть вычислена площадь на графике зависимости -5 1 от времени, где а(0) - начальное количество ионов в зерне ионита перед десорбцией < )- количество ионов, оставшихся к моменту времени t после начала десорбции. (Начальное распределение ионов предполагается равномерным). Для теоретического вычисления X можно использовать два метода решение уравнения для среднего времени достижения границы, либо метод стационарного потока. Оба метода приводят к решению обычного дифференциального уравнения (в то время как для определения хода кинетики сорбции или десорбции требуется решение более сложного уравнения.в частных производных). Методом стационарного потока эта задача была решена в работе /б/. Здесь мы дадим более простой вывод. Представим себе стационарный процесс диффузии, при котором по всему объему сферической частицы ионита вводятся ионы (а ионов на I см /сек), которые поглощаются на внешней стороне диффузионной пленки. Распределение концентрации тяоъ(с) описывается тогда [c.41]

На рис. 3.10 представлено распределение концентрации катионов и анионов вблизи электрода с отрицательным потенциалом. Концентрация в точке Ь равна общей концентрации в глубине раствора, но больше, чем в точке а. При линейном падении концентрации в пределах толщины диффузионного слоя градиент концентрации будет равен (Со—Ся /бд. При стационарной диффузии (йС1сИ=0 и йС1(И = соп5Х), когда величина бд стабилизировалась, уравнение (3.48) запишется [c.53]

Поскольку в диффузионном подслое турбулентные пульсации не играют существенной роли, а сам слой достаточно тонок, то распределение концентрации, в нем можно считать линейным, так что для коэффициента массопередачн справедливо выражение [c.177]

Интерферограммы диффузионного пограничного слоя (часть из них в качестве примера показана на рис. 4.12—4.14) позволяют найти распределение концентраций и числа массообмена. На рис. 4.12 показана интерферограмма невозмушенного потока с плоским профилем концентрации, представляюшая систему параллельных полос, ориентированных вертикально или на- [c.141]

Формула (12.95) также может быть рекомендована для вычисления коэффициентов массопередачи в системе жидкость—газ. Более общее выражение, пригодное для аналогичных расчетов в системе жидкость—жидкость, было выведено Броунштейном и Фишбейном [61]. Авторы решали задачу в рамках теории диффузионного пограничного слоя, используя решение гидродинамической задачи, полученное Хамилеком и Джонсоном [54] для интервала изменения значений критерия Рейнольдса О <[ Ке < 80. Распределение концентраций переходящего компонента и хемосорбента в диффузионном пограничном слое описы- . [c.241]

На рис. 66 представлено распределение концентрации компонентов сплава, выражен1 1ое отношением, Ме М1, ъ диффузионном слое. [c.97]

На самом деле скорость потока плавно спадает по мере приближения к твердой поверхности, так что представление о существовании неподвижного диффузионного слоя не соответствует действительности. Чтобы найти поток вещества, диффундирующего на твердую поверхность, необходимо решить уравнение конвективной диффузий с граничными условиями, заданньйли на этой поверхности [12]. В случае ламинарного движения стационарное распределение концентрации вещества определяется уравнением конвективной диффузии [c.103]

С движением слоев веществ (конвективная диффузия). Поэтому распределение концентрации у поверхности раздела фаз не должно подчиняться линейному закону. Несмотря на то что уравнение (18.6) часто выполняется, определенная с его помощью величина 6 = О/к не соответствует действительному околоповерх-ностному слою и может быть названа лищь эффективной толщиной диффузионного слоя. Она равна толщине воображаемого диффузионного слоя, который обеспечивал бы доставку веществ к поверхности раздела фаз лишь путем молекулярной диффузии. Эффективная толщина диффузионного слоя зависит от характера движения перемешиваемых фаз (отсутствие или наличие завихрений, скорости перемешивания) и от свойств веществ. [c.323]

Зная распределение тех ионов, которые не разряжаются, можно определить распределение потенциала в диффузионном слое. Дифференцируя выражение для распределения концентраций и потенциала, рассчитывают потоки диффузии и миграции. Сумма этих потоков у поверхности электрода и определяет i, так как поток конвекции у поверхности равен нулю /к =0. С другой стороны, зная поверхностные концентрации реагирующих веществ, рассчитывают поляризацию электрода и устанавливают связь между i и АЕ. Таков общий подход к проблемам диффузионной кинетики. Из уравнения (30.18) можно исключить член, описывающий миграцию. Покажем это на примере бинарного электролита, когда условие электронейтральности принимает вид Zi i=Zi 2 или [c.152]

При учете потока миграции распределение концентрации в диффузионном слое остается линейным и концентрация на расстоянии х от поверхности (с может быть вычислена по с рмуле [c.160]

Величины, относящиеся к аниону SaOs , будем обозначать индексом 1, к продукту реакции аниону S0 " — индексом 2, а к катиону К+— индексом 3. Распределение концентраций анионов в диффузионном слое в стационарных условиях является линейным. Поток миграции препятствует подходу анионов к поверхности электрода, а сумма потоков диффузии и миграции для катионов К+ равна нулю, так как катионы не восстанавливаются. Поэтому имеем следующую систему уравнений [c.160]

Зная распределение тех ионов, которые не разряжаются, можно определить распределение потенциала в диффузионном слое. Диффе-. ренцируя выражение для распределения концентраций и потенциала, рассчитывают потоки диффузии и миграции. Сумма этих потоков у поверхности электрода и определяет i, так как поток конвекции у поверхности равен нулю = 0. С другой стороны, зная поверхностные концентрации реагирующих веществ, находят поляризацию электрода [c.161]

Толщина диффузионного слоя одинакова на любых участках диска, а потому имеется всего одна кривая распределения концентрации реагирующего вещества в зависимости от у. Это свойство вращающегося дискового электрода называется равнодоступностью его поверхности. Как видно из соотношения (34.1), равнодоступность является следстви- [c.178]

В 1956 г. Д. Грегори и А. Риддифорд учли более высокие члены ряда, дающего распределение концентрации в диффузионном слое, и в результате получили следующее выражение для предельного диффузионного тока, текущего на вращающийся дисковый электрод [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология