химический каталог




Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2.

Автор Большаков К.А.

(внешняя диффузия), по поверхности зерен (поверхностная диффузия) и внутри зерен (внутренняя диффузия). Реакция имеет большое число стадий, каждая из которых может быть лимитирующей. Вследствие сложности механизма для твердофазных реакций нельзя указать общих кинетических законов. Тем не менее можно

Et — начальное состояние; Ег — конечное состояние; ?д — энергия

активации; Е^ —начальное активированное состояние;

Е д — энергия активации для активированного состояния

высказать некоторые соображения относительно факторов, влияющих на реакционную способность твердых веществ и скорость реакции. Необходимое условие для твердофазных реакций — подвижность элементов кристаллической решетки и возможность диффузии, которая увеличивается в кристаллах с нарушенной структурой. В них разрываются связи между атомами и понижается энергия активации отрыва частицы от ее окружения. Поэтому, проводя твердофазные реакции, стараются возможно сильнее нарушить структуру кристаллов, перевести их в активиированное состояние. Один из способов активирования — механическая обработка, т. е. измельчение, благодаря которому сильно увеличивается поверхность (поверхность — дефект кристалла, потому что на ней обрывается правильное расположение атомов в кристаллической решетке), растет плотность линейных дефектов (дислокаций) и концентрация точечных дефектов (вакансий).

При активировании механическая энергия «накапливается» в кристалле, и активированное состояние характеризуется избыточной энтальпией и свободной энергией (от 1 до 10 ккал/моль) по сравнению с идеальным кристаллом. Следствием того, что твердые вещества в активированном состоянии обладают большей свободной энергией (значения AG для них более положительны), является уменьшение энергии активации реакции и увеличение вероятности ее протекания (рис. 92):

а,*ГВА//гг. (84)

где w —? вероятность реакции; Яд — энергия активации.

Становится возможным протекание реакций с положительным AG0, т. е. реакций, которые по законам термодинамики не должны протекать самопроизвольно.С другой стороны, большой размер зерен, высокая энергия активации, значительное диффузионное сопротивление могут сделать термодинамически вероятную реакцию практически невозможной.

Повышение реакционной способности и скорости реакции наблюдается также при полиморфных превращениях благодаря временной нестабильности кристаллической решетки и в области температур распада (разложения) одного из компонентов реакции (эффект Хедвалла). Например, скорость твердофазной реакции с участием СаС03 при температуре его разложения больше, чем с СаО при той же температуре.

Все сказанное в равной степени относится к гетерогенным реакциям между двумя твердыми фазами и реакциям твердой фазы с жидкой или газообразной фазами.

Измельчение материала изменяет не только полную поверхность, но и площадь непосредственного контакта между зернами реагирующих компонентов. Это особенно важно, когда в реакции не участвует жидкая или газообразная фазы, а химическое взаимодействие осуществляется только в месте контакта. Для реальных зерен (1 — 1 • Ю-3 см) общая поверхность 6-—6-Ю3 см2, а поверхность непосредственного контакта в среднем меньше в 104 раза. Расстояние между зернами в 1,2—1,5 раза превышают их размеры, т. е. в 105—1Сг7 раз больше межатомных расстояний в кристалле. Измельчение не только увеличивает поверхность контакта, но и позволяет сблизить массы реагирующих компонентов: оба эти фактора увеличивают скорость реакции. Поверхность контакта между зернами увеличивается при брикетировании и гранулировании смеси твердых компонентов (шихты) вследствие уменьшения расстояния между ними и их деформации.

Продукты твердофазных реакций бывают различного агрегатного состояния: если продукт твердый, то он покрывает зерна одного из компонентов. Обычно это зерна компонента термодинамически более устойчивого, имеющего меньшее давление пара. Таким образом, поверхность зерен каждого реагента обнажена и доступна действию другого реагента только в первый мо

страница 180
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205

Скачать книгу "Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2." (3.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сколько стоит цемент
проектор и экран в аренду москва
торба на круче 14 сентября купитьт билеты
билеты на спектакль новогодняя сказка и дед мороз

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(18.08.2017)