Температура

Рис. 20. Изменение скорости реакции от температуры в различных условиях:

/ —область, химической кинетики; 2 — диффузионная область; 3 — постепенный переход из области / в область 2; 4 — относительно резкий переход из области / в область 2

На практике реакции в кристаллических смесях обычно про­текают при постепенном повышении температуры. При таком прохождении процесса вероятен его переход из одной области (стадии) в другую, например из области химической кинетики в диффузионную и др.

Газовая и жидкая фазы. Наличие жидкой и газовой фаз ока­зывает существенное влияние на протекание реакций в твердых фазах, главным образом увеличивая площадь поверхности взаи­модействия между реагентами. Если процесс протекает при нали­чии газа или жидкости, то они омывают зерна, в связи с чем площадь реакционной поверхности равна (или близка) площади поверхности зерен одного из реагентов. Площадь поверхности химического взаимодействия, осуществляемого при непосредствен­ном контакте твердых частиц, обычно в 10⁴... 10⁷ раз меньше, чем при взаимодействии, осуществляемом через газовую или жидкую фазу.

Непосредственное взаимодействие между зернами кристалли­ческих реагентов происходит путем передачи массы от одного реагента к другому через твердый слой продукта благодаря вну­тренней диффузии. Значения коэффициента диффузии D твердого в твердом лежат в пределах 10... 10-⁸ м²/с, при этом степень превращения твердых веществ за 1 ч может составить от 10^-8 до 10-², При участии в процессе газовой или жидкой фазы интенсивность массопередачи увеличивается на несколько порядков.

Учитывая, что роль газовой и жидкой фазы в процессах, про­исходящих при нагревании твердых смесей, имеет большое значение для характеристики их механизмов, эти процессы можно разделить на следующие группы: 1) процессы непосредственноговзаимодействия между зернами твердых веществ; 2) процессы, протекающие при участии газовой фазы; 3) процессы, протекающие при участии жидкой фазы; 4) процессы, протекающие при одновременном участии газовой и жидкой фаз. Наиболее существенные варианты возможного механизма реакций в твердой смеси, протекающих при участии газовой и жидкой фаз, изучены П. П. Будниковым и А. М. Гинстлингом.

Дата добавления: 2014-12-07