Кривая изменения концентрации процессе диффузии

Рис. Х1И-3. Графическое представление трех предельных случаев протекания процесса, когда его общая скорость и вид уравнения скорости определяются скоростями химического взаимодействия и диффузии компонентов. На графиках показаны кривые изменения концентрации компонента Л, диффундирующего из газовой фазы и взаимодействующего с компонентом В в жидкой фазе. При этом предполагается, что концентрация Св достаточно высока, остается неизменной в течение процесса и что компонент В не растворим в газовой фазе

Для нахождения количественных закономерностей процесса диффузии рассмотрим распределение вещества в пространстве и во времени. Пусть раствор (молекулярный или коллоидный) с концентрацией с отделен перегородкой от чистого растворителя (дисперсионной среды). Представим себе далее, что мы вынимаем перегородку без перемешивания в момент времени / = О и ведем наблюдение за изменением концентрации в процессе диффузии растворенного вещества слева направо в направлении х. Кривые f x), представленные на рис. III. 3, показывают распределение вещества в системе в различные моменты времени. Опыт свидетельствует, что эти концентрационные профили / — 5 пересекаются в одной точке и симметричны. Наибольшие изменения концентрации во времени (как это следует из сравнения кривых для различных значений t) происходят там, где наблюдаются наибольшие ее градиенты d /dx, а именно вблизи начальной границы раздела АВ. [c.32]

Как видно из графика на рис. 4.21, различным условиям протекания процесса соответствуют разные кривые изменения относительной концентрации кислорода. При 0а = 0,5 скорость реакции биосинтеза меньше, чем скорость диффузии кислорода при значениях Ва = 1... 6 скорости близки, а при 0а = 10 и более скорость реакции превышает скорость диффузии кислорода в частице. Характер изменения относительной скорости процесса q )/qmг.li от концентрации кислорода в среде для различных значений размера агломерата Гр иллюстрирует график на рис. 4.22. Для расчета средней скорости потребления кислорода принята формула [c.229]

Скорость изменения концентрации целевого компонента дс/дх = а определяли для различных участков работающего слоя графическим дифференцированием экспериментальных выходных кривых. По найденным значениям дс/дх и соогветствую-щим значениям движущей силы процесса с помощью уравнения (4.106) вычисляли коэффициенты массообмена Ро для различных значений величины адсорбции а. Эксперименты [25] показали, что Ро уменьшается с увеличением степени отработки адсорбента. Определять по ро коэффициенты массоотдачи Р1 и Рг предлагается графическим дифференцированием выходной кривой с использованием выражений (4.64) и (4.65). Приняв, что коэффициент продольной диффузии О прямо пропорционален скорости газа [c.205]

ЭТИМ объясняется и смещение потенциала в область положительных значений (кривая 5). Скорость процесса определяется диффузией ионов кобальта, поступающих к поверхности электрода, поскольку скорость возрастает на 25—30 % при перемешивании раствора с частотой 2 с и зависит, как уже отмечено, от концентрации соли кобальта. С увеличением pH скорость процесса увеличивается, достигает максимума и далее имеет тенденцию к уменьшению (кривая 3) такой же характер изменения отмечен и для потенциала (кривая 5). Уменьшение скорости и смещение потенциала в область более положительных значений связаны с пассивацией поверхности электрода. [c.57]

Автоматически записанные кривые изменения напряжения во времени дают наглядное представление о ходе концентрационной поляризации мембран при различных плотностях тока. При малых плотностях тока электрический перенос электролита невелик, и градиенты концентраций почти целиком нивелируются диффузионными процессами. Возникающие при этом поляризационные явления незначительны, и напряжение пропорционально приложенной силе тока (кривые 1 и 2 на рис. 2а и б). С увеличением плотности тока электрический перенос значительно возрастает и не компенсируется диффузией электролита. [c.87]

При недостаточном напряжении ток практически не идет через электролит, т. е. электролиза нет. После достижения определенного напряжения сила тока увеличивается и кривая зависимости от Е круто поднимается вверх. В результате электролиза концентрация восстанавливающихся ионов вблизи поверхности микрокатода уменьшается. При небольшой силе тока эта убыль ионов пополняется за счет диффузии ионов из других, более отдаленных от поверхности микрокатода частей раствора. Поэтому вначале при увеличении напряжения сила тока продолжает возрастать, и кривая поднимается. Однако по достижении некоторой силы тока выделение металла идет так быстро, что процесс диффузии не обеспечивает подхода к поверхности электрода достаточного количества ионов восстанавливающегося металла. Поэтому, несмотря на дальнейшее увеличение напряжения, сила тока будет оставаться без изменения кривая зависимости силы тока от приложенного напряжения образует характерный горизонтальный перегиб (рис. 93, а). Сила тока, соответствующая высоте 1 (высоте волны), называется предельным током. Если поставить опыт в тех [c.212]

Уже в первых работах [2, 8] была показана перспективность применения нового метода для изучения процессов взаимной дифс[)узии. Впервые стало возможным получить на образце без его разрушения кривые распределения концентраций всех элементов, участвующих в диффузии, с разрешающей способностью до 1 мк, определить тип диффузии и состав образующихся при реактивной диффузии фаз, проследить за изменением состава в пределах каждой фазы и рассчитать коэффициенты диффузии рассматриваемой системы во всем интервале концентраций. Высокая разрешающая способность анализа позволяет изучать очень тонкие диффузионные слои (до нескольких микрон) на ранних стадиях диффузии или в десятки раз сократить время диффузионного отжига. Только с помощью микроанализатора можно раздельно изучать граничную и объемную диффузию [39]. Распределение концентраций в диффузионном слое определяется характером диаграммы состояний исследуемой системы. На рис. 3 приведены примеры концентрационных кривых для систем непрерывных твердых растворов (Си— N1) упорядочивающихся твердых растворов (Си — Аи) систем с интерметаллическими соединениями (Си — 2п). [c.68]

Спева на рисунке приведена кривая, характеризующая изменение концентрации по высоте трубки в процессе диффузии. [c.27]

Следует отметить, что в замкнутом реакционном объеме всегда имеется циркуляционное движение реагентов (циркуляционные потоки), обусловленное конвективным массообменом. Но характер изменения показателей технологического режима не зависит от интенсивности циркуляции и перемешивания. Например, для гетерогенных процессов в случае отсутствия перемешивания перенос вещества к поверхности контакта фаз будет определяться молекулярной диффузией, и кривые изменения во времени концентрации и степени превращения (рис. 6.2) могут иметь лишь более пологий вид по сравнению с процессом, протекающим в условиях интенсивного перемешивания. Если скорость химической реакции меньше скорости подвода реагентов за счет молекулярной диффузии, то применение перемешивания вообще не окажет влияния на изменение показателей процесса во времени. Как отмечалось в главе 5, это характерно для протекания процессов в кинетической области. [c.96]

Начало кривой каждого типа с ростом концентрации может быть связано с повышением сегментальной подвижности, доминирующим над изменением скорости диффузии сорбата. Сорбат пластифицирует полимер, облегчая тем самым сегментальную подвижность и повышая скорости процессов релаксации напряжения. С ростом скорости релаксации среда гораздо быстрее реагирует на напряжения при набухании и может более легко и быстро приспособиться к дальнейшей сорбции. При этом процесс суммарной сорбции — релаксации протекает быстрее, чем процесс диффузии. [c.308]

Обычно в эксперименте с помощью подходящего метода анализа прослеживается изменение концентрации вещества в фазе раствора и по этим данным строится кинетическая кривая — зависимость заполнения ионита каким-либо типом ионов от времени. Задача теории сводится к тому, чтобы дать уравнения, описывающие ход кинетической кривой. В тех случаях, когда это невозможно, теория должна давать по крайней мере дифференциальные соотношения, позволяющие определить производную заполнения смолы по времени как функцию экспериментально определяемых величин. Если задача, поставленная таким образом, решена, можно по экспериментальным данным определить кинетические характеристики (коэффициенты диффузии) обменивающихся ионов. Если же такие характеристики известны, то, выбрав подходящее решение, можно предсказать временной ход процесса обмена. [c.234]

Изменение pH от 4 до 10 практически не сказывается при прочих равных условиях на концентрации и диффузии кислорода, т.е. на скорости катодного процесса, а также существенно не влияет и на анодный процесс. В связи с этим в пределах pH от 4 до 10 скорость коррозии железа остается практически постоянной (см. рис. 6.2, а). С уменьшением pH ниже 4 концентрация ионов водорода возрастает, равновесный потенциал водородного электрода увеличивается в такой степени, что скорость водородной деполяризации повышается и становится соизмеримой со скоростью кислородной деполяризации и превышает ее. В связи с этим стационарный потенциал электрода увеличивается, что в соответствии с анодной поляризационной кривой растворения железа в активном состоянии приводит к увеличению скорости коррозии железа с уменьшением pH. При pH 11,3 железо в растворах, насыщенных воздухом, пассивируется при стационарном потенциале. Естественно, скорость коррозии при этом резко снижается. При pH выше 14 и увеличении температуры гидроксидные защитные пленки растворяются. Это приводит к тому, что при значениях pH выше 14 скорость коррозии железа увеличивается. [c.72]

При погружении сухой пленки МЦ в воду начинаются одновременно ее набухание и процессы переноса водорастворимых компонентов, т. 0. их диффузия из сетки в окружающую среду. Кривые набухания, растворимости, концентрации ПХФ в экстракте и изменения указанных выше полос в ИК-спектрах (рис. 9.33) характеризуются наличием двух участков быстрого и медленного изменения величин. Первая стадия обусловлена быстрым и значительным по [c.225]

Одним из основных методов её исследования является анализ поляризационных кривых, отражающих зависимость скорости процесса г от величины электродного потенциала е. Такие кривые можно получить компенсационным методом, потенциостатически или гальваностатически с применением неподвижного электрода или вращающегося дискового электрода. Природу замедленной стадии можно установить по форме кривой, ее изменению с изменением температуры, концентрации и состава электролита. По характеру зависимости предельного тока от скорости вращения дискового электрода можно разграничить влияние диффузии и химической стадии. Форма кривых изменения потенциала электрода во времени при постоянной плотности тока или без него дает возможность судить об отсутствии или наличии пассивационных явлений. Температурная зависимость скорости электрохимических реакций (температурно-кинетический метод) используется для расчета [c.138]

На рис. 51 представлены графики зависимости размера кристаллов от состава и температуры. В исследованном диапазоне изменения факторов образуются игольчатые кристаллы полугидрата, поэтому длина кристаллов характеризует их размер. Среднее значение длины кристаллов (ув, мкм) определялось для каждого опыта усреднением длин 200-300 кристаллов. Из рис. 51 следует, что в растворе, состав которого соответствует центру плана, при повышении концентрации фосфорной кислоты размер кристаллов уменьшается (кривая 4) по всей вероятности, это связано с увеличением скорости кристаллизации полугидрата (см, рис, 46, кривая 3). Зависимость размера кристаллов от концентрации 80 носит экстремальный характер (кривая 5). В интервале от О до 0,6% 81Р " повышение концентрации кремнефтористоводородной кислоты приводит К увеличению растворимости Са804 0,5Н20, уменьшению скорости кристаллизации полугидрата (см. рис. 46, кривая /) и увеличению размера кристаллов. При дальнейшем повышении концентрации 81Р возможна кристаллизация мелких кристаллов кремнефторида кальция на поверхности кристаллов полугидрата и торможение их роста. Аналогичным образом повышение концентрации Ре50э в растворе приводит к уменьшению скорости кристаллизации полугидрата (см. рис. 46, кривая 5), в результате этого размер кристаллов полугидрата несколько увеличивается (кривая 2). При дальнейшем увеличении концентрации РезОз часть его выпадает в осадок, что приводит к торможению процесса диффузии ионов Са + и 8О5- к поверхности растущих кристаллов полугидрата. Зависимость размера кристаллов от температуры носит экстремальный характер повышение температуры приводит к росту скорости диффузии, что облегчает рост кристаллов, однако увеличение скорости кристаллизации полугидрата (см. рис. 46, кривая 4) влечет за собой осаждение мелких кристаллов (кривая 5). [c.215]

При измерениях коэффициента диффузии В тем или иным способом (см. п. 8) устанавливается острая первоначальная граница раздела между раствором и растворителем или (дифференциальная диффузия) двумя растворами одного и того же вещества при концентрациях С и С + АС (как правило, в этом случае АС< С). На рис. 128, а линия = О изображает первоначальное распределение концентрации в такой системе. С течением времени оно будет изменяться, в согласии с законом Фика, и соответственно будет изменяться дифференциальное распределение концентрации (нижняя часть рис. 128, а), описываемое в случае идеального монодисперсного раствора, гауссовой кривой со стандартным отклонением У2Dt (/ — время). Если мы хотим следить за процессом, не вмешиваясь в его ход (т. е. не отбирая проб), регистрацию изменений концентрации в направлении диффузии (х) целесообразно производить оптическими методами, простейшие из которых основаны на том, что при малых концентрациях последние пропорциональны разности показателей преломления раствора и чистого растворителя, а именно [c.268]

По теории Бо11да и других различие пленочной и гелевой кинетики состоит в том, что в первом случае ионообменный поток уменьшается медленнее с увеличением степени обмена, чем во втором. Следовательно, в координатах (Ф/Фц, Л ) кривые обмена при пленочной кинетике должны располагаться выше кривых при гелевой кинетике. Это положение выполняется при обмене на сильноосновых анионитах (рис. 1). На рисунке приведены графики обмена на смоле АВ-27 в ОН-форме из растворов хлорида калия различной концентрации все кривые располагаются в порядке возрастания концентрации. Можно полагать, что влияние диффузии в зерне при пленочно кинетике будет приводить к более быстрому уменьшению потока, особенно на последних стадиях обмена. Следовательно, изменение условий обмена, влияюш их на процесс диффузии в пленке или зерне, должно приводить к изменению формы кривой. [c.19]

Погрешность из-за отсутствия действительного равновесия определить довольно трудно. Вследствие проявления цеолитом ситовых свойств процесс диффузии молекул газа в кристаллах цеолитов может быть активированным, особенно при низких температурах. Из-за низких значений коэффициента диффузии газов в кристаллах цеолитов процесс выравнивания концентрации может протекать чрезвычайно замедленно. Большинство исследователей указывают, что в области 10 — 10 мм рт. ст. давление становится практически постоянным через один или несколько часов после поглощения порции газа, а в области высокого вакуума — через сутки. По данным наблюдений автора после прекращения постоянного натекания азота давление его над цеолитом NaX снижается очень медленно с постоянной времени i 8- 10 ч, а через сутки изменение давления практически прекращается (кривая 13). Однако это состояние не является равновесным операция перемораживания насоса (размораживание с последующим охлаждением) приводит к резкому. снижению (на 1—2 порядка) давления азота над адсорбентом. Тяким образом, кривая 13 не является равновесной изотермой, причем в этом эксперименте температура адсорбента заметно превышала температуру кипения жидкого азота из-за неэффективности полированной жалюзной ловушки на входе в насос. [c.75]

В случае замедленного протекания электрохимической стадии происходит разделение волны на анодную и катодную и так е кривые соответствуют необратимому процессу. Если же скорость процесса лимитируется стадией диффузии и поляризационная кривая представляет собой единую анодно-катодную волну, то такой процесс называется обратимым. В этом случае перенапряжение определяется сдвигом равновесного (обратимого) потенциала из-за изменения концентрации потенциалонределяющих ионов у поверхности электрода. При изменении условий эксперимента может измениться природа замедленной стадии, а следовательно, и обратимость процесса. Кроме того, обратимость или необратимость процесса в определенной мере связана с точностью эксперимента. Так, при увеличении точности эксперимента процесс, казавшийся обратимым, может проявить характерные черты необратилюст . [c.247]

На рис. 79 изображено изменение концентраций диполей вида [ a +Nao ] в кристаллах Na l при их термической обработке [2]. Энергия активации начального участка кривой отжига в этом случае соответствует энергии, или, строго говоря, энтальпии активации рассмотренного выше (гл. VHI, 2) процесса диффузии комплексов [ a +Naa]. Для ионов Са + в решетке [c.250]

Определение молекулярного веса диффузионным методом является одним из основных методов исследования высокомолекулярных соединений благодаря тесной связи коэффициента диффузии с размером и формой диффундирующих частиц. Определение коэффициента диффузии может быть произведено по методу Ламма, принцип которого заключается в фотографировании точной микрометрической шкалы через столб жидкости, где происходит процесс диффузии. Вследствие наличия различной концентрации по вертикальным слоям кидкости положение делений шкалы на снимке будет изменено по сравнению с контрольным снимком шкалы, снятым через чистый растворитель. Различие в положении делений на обоих снимках измеряется нри помощи микрокомпаратора (с точностью до 1—2 ми1фонов) величина смещения нропорциона.льна изменению концентрации в данном слое столба жидкости. Производя спимки через разные промежутки времени, можно, не прерывая опыта, получить распределение градиентов концентрации по всему столбу жидкости при различной продолжительности диффузии. 2 Экспериментальная кривая после нормализации сравнивается с идеальной кривой по Гауссу, что позволяет оценить полидисперсность исследуемого вещества. [c.33]

Данные работы [23] об изменении условий осаждения по длине аппарата при непрерывном движении подложки приводится на рис. 13. Движение по длине аппарата связано с ростом диаметра подложки. По критериальным уравнениям теплоотдачи (6) и (7) при С=0,40 до диаметра около 50 мкм вели-личина р== Уд/Ал должна изменяться обратно пропорционально диаметру, а затем обратно пропорционально диаметру в степени 0,625 (см. рис. 13а, кривая 1). Однако, изменение величины Vp T,x ,o) не соответствует этой закономерности (кривая 2), Касательная к кривой 2 с тангенсом угла наклона (—1) показывает, что до диам1етра 50 мкм скорость осаждения определяется не только величиной . Наблюдается рост движущей силы процесса диффузии, что коррелирует с ростом концентрации ДХБ (рис. 13,6, кривая 1). Видно также, что до =160 мкм на экспериментальной кривой не наблюдается перелома с изменением тангенса угла наклона от (—1) до (—0,625). Это может рассматриваться как подтверждение особенности процесса диффузионного переноса из объема самого диффузионного слоя, менее чувствительного к изменению гид родинамической обстановки. Прямое экспериментальное подтверждение этим предположениям дают опыты с подачей газа Противотоком к движению подложки (см, рис. 13,6, в), где картина симметрично изменяется, [c.270]

Уравнение (4.6) получается из сочетания закона Фарадея с первым законом диффузии Фика оно означает, что скорость электрохимической реакции определяется скоростью диффузионных потоков реагирующего вещества к электроду и продукта реакции от электрода. Уравнение (4.7) представляет собой приближенную форму уравнения Нернста (2.47). Оно означает, что равновесие стадии разряда—ионизации в условиях замедленной стадии массопереноса не нарушается, а изменение потенциала электрода Е по сравнению с его равновесным значением Е обусловлено отличием концентраций qx ( 1 = 0) и (х = 0) от их объемных значений с х и Поэтому говорят, что поляризация электрода в условиях лимитирующей стадии массопереноса имеет концентрационный характер. Наконец, система уравнений (4.8) отражает второй закон диффузии Фика и позволяет найти функции Сох О и 6-Rg,j (л , t), если заданы одно начальное и два граничных условия для каждого из вещзств. Знание этих функций дает возможность рассчитать Сох (х = 0), R d х = 0), (d oJdx)x a> (d Rei dx)x o и после их подстановки а уравнения (4.6) и (4.7) получить зависимость ф от В, т. е. поляризационную кривую электрохимического процесса. [c.213]

В значительном числе работ [766, 765, 1153, 1022, 963, 1052, 904, 891, 906, 743, 780, 1233, 1197, 1134, 739, 1226, 885, 1000, 984, 1190, 1128, 1189, 1082, 342, 67, 504, 987] уделено внимание электровосстановлению таллия из органических сред. По полярографическим данным процесс обратим, на ртутном электроде одноэлектронное восстановление заканчивается образованием амальгамы. Некоторая необратимость наблюдается лишь в отдельных растворителях [1197]. Волны на поляризационных кривых имеют диффузионный характер, в нескольких растворителях определены коэффициенты диффузии ионов таллия. Прослеживается четкая зависимость Eiix от природы и концентрации фонового электролита [1128], а также корреляция с донорным числом растворителя [891]. Ион таллия, характеризующийся малым эффективным зарядом, а следовательно, небольшой склонностью к сольватации, как правило, показывает малое изменение в потенциалах восстановления при переходе от одного растворителя к другому. Благодаря этому редокс-систему Т1(1)/Т1(0) можно использовать для некоторых растворителей в качестве электрода сравнения [765, 766]. Электродный процесс при восстановлении комплексов таллия с органическими лигандами осложнен адсорбцией [1082, 67, 69]. [c.89]

Рентгенографические исследования нескольких образцов алмаза, отожженных в интервале температур 870—1070 К, показывают, что при отжиге активизируются процессы упорядочения сплавов во включениях с образованием твердого раствора N4 и Мп. Поскольку процесс упорядочения зависит как от температуры, так и от продолжительности отжига, можно заключить, что увеличение намагниченности после отжига при 990 К обусловлено начальной стадией процесса формирования упорядоченного соединения, и при этом средний магнитный момент на атом сплава возрастает по правилу простого смещения (см. пунктирную линию на рис. 161,6). По мере выравнивания распределения во включении усиливается влияние антиферромагнитной компоненты обменного взаимодействия между атомами Мп и магнитный момент сплава уменьшается (см. сплошную кривую линию на рис. 161,6). Выравниванию распределения марганца во включениях способствует сравнительно высокий коэффициент диффузии атомов Мп в N1—Мп сплавах. Для бипарных сплавов системы N1—Мп известно, что в интервале температур 1070—1270 К коэффициент диффузии Мп в 2—3 раза выше, чем N1, а коэффициент взаимо-диффузии экспоненциально возрастает с увеличением атомного содержания Мп в соединении до 35%. Следовательно, экспериментально установленные особенности изменения магнитных свойств синтетических алмазов, содержащих включения N1—Мп-соедине-ний, определяются диффузионными процессами в этих сплавах и зависят как от концентрации атомов Мп в сплаве, так и от степени неоднородности исходного состава по объему соединения. [c.446]

Измеряя разность потенциалов между электродами 1—4, мы получали суммарную величину падения потенциала для всей системы измерение и 3,4 давало возможность получения соответственно анодной и катодной составляющих потенциала. Результаты измерений этих величин во времени показали изменения, характеризующие особенности кинетики протекающего сложного процесса прохождения тока, что отмечено на рис. 8 стрелками. Из рис. 8 видно, что суммарная кривая для всей системы ( 1,4) сходна по форме с кривой для анодной стороны Е , что указывает на преобладающее значение анодной составляющей в процессе поляризации. Следует отметить увеличение сопротивления на анодной стороне системы вследствие разбавления раствора в околомембранном слое и уменьшения сопротивления катодной стороны ( 3,4), связанное с повышением концентрации. Можно заметить также небольшой сдвиг влево всей кривой 2,31 связанный с увеличением концентрации порового раствора за счет диффузии со стороны катода. Таким образом, исследование вызванной граничной и объемной поляризации, а также использование метода вольт-амперных кривых может быть весьма полезным для оценки электрохимических и структурных свойств различных капиллярно-пористых тел. [c.114]

Зависимость скорости коррозии от концентрации электролита при периодическом увлажнении выражается кривой, приведенной на рис. 222. Кривая характеризуется вполне отчетливо выраженным максимумом скорость коррозии растет до концентрации 0,5 N раствора Na l, после чего начинает падать. Такая зависимость обусловлена уменьшением в концентрированных растворах электролита растворимости кислорода. Это служит дополнительным подтверждением того, что процесс коррозии в пленках лимитируется еще в значительной степени скоростью диффузии кислорода к металлической поверхности. Очевидно, если бы тонкая пленка электролита не служила препятствием для доступа кислорода, небольшое изменение растворимости кислорода не могло бы так сильно замедлять коррозионный процесс. [c.331]

Поскольку зависимость скоростей диффузии и релаксации от темп-ры и концентрацути не одинакова, при одних темп-рных и концентрационных условиях С. определяется скоростью релаксационных процессов, при других — скоростью диффузии. Поэтому при изменении теми-ры и концентрации возможен переход от С., лимитируемой релаксацией, к С., регулируемой диффузией (от кинетич. кривых типа II, III и IV к типу I), и наоборот. [c.231]