Диффузия в твердое вещество

Растворимость и скорость диффузии в твердых веществах незначительны, поэтому реакция почти всегда происходит на поверхности твердого тела. Катализаторы растягивают или разрывают связи в молекулах реагирующих веществ. Таким образом," по крайней мере одно из реагирующих веществ должно быть хемосорбированным. Последующие стадии заключаются в столкновениях между адсорбированными веществами или между ними и молекулами, попадающими непосредственно из реакционной среды. [c.15]

Первая модель, предложенная А. Г. Аникиным, исходит из допущения о том, что в состоянии предплавления диффузия в твердом веществе должна резко возрастать. В соответствии с этим принимается, что поскольку кристаллическая масса в колонне, будучи все время в контакте с расплавом, находится при температуре, близкой к температуре своего плавления, скорость диффузии в движущихся по колонне кристаллах достаточно высока для выравнивания их состава. Таким образом, в данной [c.133]

Сравнивая обе модели, можно отметить, что, будучи основаны на прямо противоположных исходных предпосылках, они характеризуют предельные случаи при оценке влияния скорости диффузии в твердой фазе на скорость массообмена в кристаллизационной колонне. Влияние размера движущихся кристаллов на эффект разделения учитывается в уравнениях, характеризующих обе модели, лишь косвенно, через соответствующие коэффициенты, выражающие удельную поверхность контакта фаз при диффузионном массообмене между ними — первая модель, при теплообмене (перекристаллизация) и экстрактивной отмывке — вторая модель. Основным недостатком первой модели является то, что она построена на очень грубом допущении, так как скорость диффузии в твердых веществах, вероятно, всегда значительно меньше, чем в жидкостях. Но, с другой стороны, [c.134]

Несмотря на различие катионов и анионов температуры, при которых происходят эти реакции, очень близки между собой. Эти и другие подобные наблюдения свидетельствуют о существовании характеристической температуры, которая должна быть достигнута прежде, чем окись кальция сможет быстро реагировать с каким-либо твердым веществом. К сожалению, отношение температуры реакции к температуре плавления для различных твердых веществ не вполне постоянно, вследствие чего и самый принцип характеристических температур имеет лишь приближенный характер. Это и неудивительно, если принять во внимание сложность сил, действующих в решетке, и влияние ряда факторов на диффузию в твердых веществах. [c.404]

Нужно подчеркнуть, что концентрирование примесей возможно только при направленном ведении процесса кристаллизации, например, при медленном передвижении фронта кристаллизации вдоль сравнительно длинного образца (слитка). Различие в растворимости примеси в сосуществующих фазах наряду с крайне малой скоростью ее диффузии в твердом веществе приводят к неравномерному распределению примеси в закристаллизованном образце. Для получения аналитических концентратов применяют два способа проведения процесса—нормальную направленную кристаллизацию и зонную перекристаллизацию, [c.258]

Закономерности гомогенного изотопного обмена применимы также тогда, когда количество обменивающихся атомов в растворе или газовой фазе относительно мало, а на поверхности твердого вещества велико (мелкодисперсные осадки с сильно развитой поверхностью в разбавленных растворах), диффузия в твердом веществе практически отсутствует. [c.34]

Атомарный водород легко вступает в реакцию с твердыми олефинами. При присоединении атома И образуются соответствующие алкильные радикалы (рис. 11.9) [207, 220, 222]. Скорость присоединения И к олефинам уменьшается с увеличением жесткости матрицы, что вызвано замедлением процессов диффузии в твердом веществе [223, 224]. Кроме того, скорость реакции присоединения [c.348]

Факторы, ускоряющие диффузию в твердых веществах, способствуют повышению степени восстановления трикальцийфосфата углеродом, которая возрастает с уменьшением размера частиц шихты. Измельчение и брикетирование или гранулирование смеси фосфата и угля облегчает диффузию и ускоряет процесс восстано- [c.266]

Рассмотрим теперь скорость установления равновесия между этим твердым веществом и жидкостью. Это зависит от скорости диффузии в твердой и жидкой фазах. Если предположить, что жидкость хорошо перемешивается, то могут быть рассмотрены два крайних случая в поведении первый, когда происходит очень быстрая диффузия в твердом веществе, и второй, когда диффузия в твердом теле так мала, что ею можно пренебречь. Предположим, что диффузия как в твердом веществе, так и в жидкости настолько велика, что равновесие между этими двумя фазами поддерживается на протяжении всего процесса охлаждения, рассмотренного ниже (см. рис. 3, начиная с /). Дальнейшее охлаждение [c.15]

Основным недостатком первой модели является то, что она построена на очень грубом допущении, так как скорость диффузии в твердых веществах, вероятно, всегда значительно меньше, чем в жидкостях [179, 180]. Но, с другой стороны, диффузией в кристаллах, находящихся в колонне при температуре, близкой к температуре своего плавления, не всегда можно пренебречь, как принято во второй модели. Это тем более нужно иметь в виду, поскольку образование кристаллов в кристаллизаторе колонны происходит в неравновесных условиях, ввиду чего они имеют большее число дислокаций в кристаллах с повышенной плотностью дислокаций диффузия протекает значительно быстрее, чем в более совершенных монокристаллах того же вещества [181—183]. [c.200]

Применение радиоактивных изотопов делает очень удобным наблюдение за взаимной диффузией металлов. Возможность диффузии в твердых веществах в настоящее время в широких масштабах используется в промышленности для так называемой диффузионной металлизации. [c.28]

Проблема диффузии в твердых веществах, и, в частности, в ионных кристаллах, тесно связана с проблемой кинетики реакций обмена в гетерогенных системах [1, с. 555—558]. Более того, изучение механизма изотопного обмена позволяет разработать хотя бы полуколичественные методы определения значений коэффициентов диффузии в области низких температур, малодоступных исследованию другими способами. За недостатком места мы не останавливаемся на применении явления гетерогенного обмена, например, для экспрессного извлечения короткоживущих продуктов деления из сложной смеси осколочных элементов. [c.75]

Опытные данные подтверждают, что факторы, ускоряющие диффузию в твердых веществах, способствуют повыщению степени восстановления трикальцийфосфата углеродом, которая возрастает с уменьщением размера частиц щихты. Брикетирование шихты (смеси фосфата и угля) облегчает диффузию и ускоряет процесс восстановления. Скорость диффузии и, следовательно, восстановления увеличивается с повышением температуры. Введение в шихту флюсов, образующих более легкоплавкие поли-эвтектические смеси, также ускоряет реакцию, поскольку скорость диффузии в расплавах значительно больше, чем в твердых веществах. В аморфных телах диффузия ускоряется, что и объясняет упомянутое выше различие эффективности аморфных и кристаллических реагентов (кремнезем, глинозем). [c.172]

Обычные смешанные кристаллы представляют собой истинные гомогенные твердые растворы, вследствие чего к ним могут быть приложены газовые законы. Хлопин и его сотрудники р ] показали, что при малых концентрациях одного из компонентов последний распределяется между раствором и кристаллами строго по закону Бертло—Нернста, т. е. отношение концентраций его в обеих фазах не зависит от их относительного количества. При этом роль диффузии в твердом веществе выполняет многократная перекристаллизация. Смешанные кристаллы нового рода не являются гомогенными истинными твердыми растворами. Однако формаль-рю к ним закон распределения тоже может оказаться приложимым благодаря статистическому распределению ионов второго компонента между поверхностью перекристаллизовывающихся кристаллов первого компонента и раствором. Следует еще отметить, что если в обычных смешанных кристаллах может происходить диффузия без нарушения решетки кристалла, то в смешанных кристаллах нового рода диффузия была бы связана с резкими нарушениями решетки. [c.58]

Однако непрерывное изменение состава твердого раствора в процессе кристаллизации расплава не означает, что при полном затвердевании мы будем иметь набор твердых растворов разного состава. Перераспределение вещества между образующимся твердым раствором и остаточной жидкостью идет так, что при достижении равновесного при данной температуре состояния всегда образуется один твердый раствор состава, соответствующего точке пересечения конноды с линией солидуса. Но поскольку диффузия в твердом веществе чрезвычайно замедлена, равновесные состояния в реальных условиях нередко не достигаются и тогда образуются кристаллы с неоднородной или, как ее называют, зональной структурой. [c.68]

Наклон изотермы адсорбции должен быть настолько крутым, чтобы способность поглощать нар была значительной и соответствовала продолжительности отдельных опытов, а микроструктура твердых веществ должна быть такой, чтобы ббль-н ая часть пор имела больший диаметр и чтобы на скорость массо- и теплопередачи не оказывала значительного влияния внутренняя диффузия в твердых веществах в начале процесса. Даже когда соблюдались ътн условия, необходимо было ограничить высоту слоя примерно до пяти диаметров частиц, иначе движущая сила на выходе была бы слишком малой для того, чтобы выполнить точный расчет. [c.137]

Чтобы устранить возможные недоразумения, необходимо указать на то, что здесь не защищается точка зрения, согласно которой транспорт исходной фазы при использовании в качестве переносчиков газообразных вешеств осуществляется только через газовую фазу. При наличии механического контакта между частицами вещества имеет место также и диффузия в твердом веществе и прежде всего диффузия реагирующих веществ в адсорбционном слое на поверхности твердого вещества. Именно диффузия в поверхностном слое может обусловить иную и тоже важную возможность перемещения молекул. Более того, надо полагать, что при транспорте вещества оба процесса — диффузия газа и диффузия в поверхностном слое—накладываются друг на друга, и молекулы одних реагирующих веществ участвуют предпочтительно в первом процессе, а других — во втором. Изучение кнпетикп обоих процессов представляет несомненный интерес. Высказанные соображения не означают какого-либо ограничения для осуществления транспортных реакций, [c.97]

Важный результат этого исследования заключается в том, что диффузия газа, выделяющегося из смеси, а отсюда и скорость реакции не зависят от внешнего давления. Было найдено, что эндотермический, тепловой эффект реакции ВаСОз -I- SiOj = BaSiOs -1- СО2 составляет 20 500 кал . Размер зерен реагирующего материала должен быть по возможности однородным, а все тончайшие пылевидные частицы необходимо удалить. Отчетливое каталитическое влияние водяного пара на эту реакцию было замечено Яндером и Штаммом , которые определили процентный выход силиката, характеризующий реакцию. На фиг. 747 наглядно показано, что энергия активации в присутствии ускоряющего реакцию водяного пара не изменяется, однако константа С в уравнении Аррениуса увеличивается, т. е. диффузия в твердых веществах намного возрастает. [c.709]

Скорость реакции восстановления трикальцийфосфата углеродом зависит от скорости диффузии реагирующих компонентов. Факторы, ускоряющие диффузию в твердых веществах, способствуют повышению степени восстановления трикальцийфосфата углеродом, которая возрастает с уменьшением размера частиц шихты. Измельчение и брикетирование или гранулирование смеси фосфата и угля облегчает диффузию и ускоряет процесс восстановления. Скорость диффузии, а следовательно, и восстановления увеличивается с повышением температуры. Введение в шихту флюсов, образующих легкоплавкие полиэвтектические смеси, также ускоряет реакцию, поскольку скорость диффузии в расплавах значительно выше, чем в твердых веществах. Диффузия ускоряется также в аморфных телах. [c.241]

Одной из первых была предложена модель [171—173], согласно которой массообмен в процессе противоточной кристаллизации протекает по тому же механизму, что и массообмен в процессе ректификации. При построении этой модели автор исходил из допущения, что в состоянии шредплавления диффузия в твердом веществе должна резко возрастать. На основе указанного допущения было принято, что, поскольку кристаллическая масса в колонне, будучи все время в контакте с расплавом, находится при температуре, близкой к температуре своего плавления, скорость диффузии в кристаллах достаточно высока для выравнивания их состава. Таким образом, в модели принимается, что в любом заданном сечении колонны движущиеся в ней кристаллы имеют однородный состав, который зависит лишь от координаты вдоль высоты колонны, а нри нестационарной ее работе — и от времени. [c.198]

Диффузия как результат теплового движения молекул наблюдается и в твердых телах. Но здесь скорость диффузии значительно меньше, чем в жидкостях и тем более в газах. Еш,е в XIX в. Спринг и Аустен показали, что если плотно прижать друг к другу куски двух различных металлов — золота и свинца, меди и цинка, олова и свинца, то наблюдается взаимная диффузия этих металлов. В обычных условиях этот процесс протекает чрезвычайно медленно — требуются многие годы для того, чтобы обнаружить результаты диффузии. Под воздействием высокой температуры и повышенного давления скорость диффузии в твердых веществах значительно увеличивается. [c.28]

Если продукт имеет компактное строение, то перенос вещества осуществляется только благодаря процессу диффузии в твердой фазе. Твердая фаза не оказывает прямого воздействия на молекулы в /кидкой или в газообразной фазе. Однако некоторые химические частицы случайно могут образовываться из этих молекул, нанример молекул 1.1, астворенные в тве])дом веществе с диссоциацией или без нее, атомы, ион1.1 и т. д. Рассмотрение процессов диффузии в твердом веществе выходит за рамки настоящей книги, поскольку эти процессы имеют значение в таких реакциях, как, папример, реакции окисления металлов, в кото1)ых в той или иной степени проявляется влияние диффузии. [c.125]