химический каталог




Карбонильное железо

Автор В.Л.Волков, В.Г.Сыркин, И.С.Толмасский

х = Щ^; (V-25a)

„ 55,82с 55,84?. ,v

---ГбГ> (W0Oj

г = 5М4Д (у.25в)

При этом уравнение (V-23) можно переписать в виде:

г, 5584 __5584 ,у 2g,

U ~ / — 100— (п +с + к) ¦ К >

Найденные зависимости (V-22) и (V-25a, б, в) позволяют установить эмпирическую формулу порошкового карбонильного железа, полученного при определенных условиях ведения процесса разложения Fe(CO)5 на основании данных химического анализа порошка на содержание азота, кислорода и углерода. В свою очередь эмпирическая формула карбонильного железа дает возможность рассчитать количество примесей нитрида железа, магнетита и цементита, находящихся в порошке, и тем самым глубже раскрыть природу этого материала, а также выявить взаимозависимость химического состава и электромагнитных свойств его. Соответствующие расчеты приведены в гл. VI после рассмотрения различных вариантов технологического режима получения порошков.

Что же касается уравнения (V-26), то оно является необходимым при расчетах точного материального баланса процесса термического разложения Fe(CO)6.

Рассмотрим теперь материальные соотношения для газовой среды.

Если обозначить через а количество молей аммиака, подаваемых в аппарат разложения на 1 моль пентакарбонила железа, то из уравнений (V-1) и (V-21) получим общее уравнение процесса образования карбонильного железа в присутствии аммиака с учетом побочных реакций, протекающих между твердой и газообразной фазами:

Fe(CO)5 + a NH3 = FeN^ Q+A + [5- (2у + z)} СО +

+ (a-x)NH3+~xH2 + yC02. (V-27)

72

Отсюда определим объемы компонентов газа, образовавшегося при разложении 1 моля Fe(CO)5, без учета побочных реакций, протекающих в газообразной фазе:

\Vco=22A[5-(2y + z)} = U2f-20f8c + 78k- (V-28a) lFNH8 = 22,l(a-^)=22'^-881; (V-286) и?„2 = -§-.22,4* = -^Ц (V-28B) rcO2 = 22,25j/=104c-78*, (V-28T)

где 22,4; 22,1; 22,4; 22,5 — объемы 1 моля соответственно окиси углерода, аммиака, водорода и углекислоты при нормальных условиях. Общий объем газа на 1 моль разложившегося пентакарбонила железа составит

Гобщ^ ц2-г22,1а- Ю^-46^. (V-29)

Соответственно состав газа будет выражаться, % (объемн.):

л 112/-208с + 78k ,.п /ЛГ„Л

*СО - И2/-(-22,1а/-104с+46n *100; (V"30a)

ft 22,lQ/-88« /л/чпл

№NHS- Ц2/ + 22,1а/ - 104c + 46/Г '100' (V"306)

^ = 112/ + 22, Ш- 104c + 46,z"' 100= (V"30b)

100. (V-30r)

Согласно приведенной выше химической схеме процесса разложения пентакарбонила железа в рассматриваемом случае возможно еще протекание следующих побочных реакций в газообразной фазе:

2NH3^=iNa + 3Ha; (V-14)

2СО + 2Н2 7=± СН, + С02; (V-16)

СО + ЗН2^СН4 + Н20. (V-17)

Поэтому в полученные выше зависимости (V-28)— (V-30) необходимо внести поправки, учитывающие по

112/-|- 22,1а/- - 104с + 46п.

22,1 а/- -88 я

'з 112/+ 22,1а/- - 104с + 46/2

134«

112/+ 22,1а/ — 104с + 46п

104с — 78k

112/+ 22,1а/— 104с + 46п

73

крайней мере реакцию диссоциации аммиака (V-14), которая согласно экспериментальным данным всегда имеет место в реальных условиях процесса термического разложения.

Обозначим через 2Ь количество молей аммиака, диссоциирующих в аппарате разложения; тогда:

2ШН3 = Ш2 + ЗШ2 (V-31a)

и уравнение (V-27) перепишется в виде:

Fe(CO)5 + aNH3 = FeNxCy+20z +15 - (2у + z)\ СО +

+ (a-2b-x)NH3+(~-x+ 3b^H2 + bN2 + y C02;

соответственно уравнения (V-286) и (V-28b) выразятся:

^ = 22Л(а-2Ь-4 = 24^^ (V-316)

= ±.22Ax + 8b = lSa'*nf (V-31b)

Кроме того, в газе в результате диссоциации аммиака появится b молей азота, занимающего объем:

li^., =22,4 6. (V-31r)

Тогда общий объем газа на 1 моль разложившегося пентакарбонила железа составит:

= Wc0 + Гни, + Wib + Wco2 + Wk, = 112 + 22,1 a -

-18,86- 104С-б4,1д _ (V.32)

Соответственно состав газа будет выражаться, % (объемн.):

„, H2f-2Q8c + 78fe_ ш. ,v оо„ч

*С0 = n2f + 22,1а/- 18,86/- 104с + 64,1/г 1UU> lV °°d;

22, laf- 44,26/ -88,1/г_ ,nn. ,уоШ

*NH, = Ц2/+ 22,1 о/- 18,8 6/- 104с + 64,1/г ши» lV °°U; '

Hi

•__152,2/г + ibt_--100 (у.33в)

На- Ц2/+ 22,la/-18,86/ — 104с+64,1/г v ;

104 с —78 fe___jqq. /у-ЗЗг1)

^С03 - 112/ + 22,1 а/ - 18,86/ - 104с + 64,1 /г ' v ;

„, _ 22,2 6/ iqq (\7-ЗЗд)

*N2 - Н2/+ 22,1а/— 18,86/— 104с + 64,1/г ' v А/

74

Что касается поправок, учитывающих течение в газовой фазе побочных реакций (V-16) и (V-17), то они вследствие своей незначительной величины могут не приниматься во внимание.

Полученные уравнения позволяют производить детальные расчеты материального баланса процесса термического разложения пентакарбонила железа в присутствии аммиака и определять состав газа в аппарате разложения.

3 Кинетические данные процесса термического разложения пентакарбонила железа

Процесс термического разложения пентакарбонила железа является реакцией, протекающей при постоянном давлении с выделением из газовой фазы твердого дискретного материала и сопровождающейся пятикратным увеличением объема газа. Поскольку согласно изложенному в гл. III этот процесс является реакцией, обратной синтезу пентакарбонила железа, при рассмотрении его кинетических характеристик важно выяснить степень этой обратимости.

Как отмечалось, термическое разложение пентакарбонила железа проводится на практике при температуре выше 280 °С и атмосферном давлении. Из рассмотрения рис. 21, г следует, что для указанных условий величина свободной энергии АР прямой реакции составляет более 12 ккал/моль, т. е. синтез пентакарбонила железа в этих условиях практически невозможен. Таким образом, термическое разложение пентакарбонила железа можно рассматривать как необратимую реакцию первого порядка, протекающую в потоке. Согласно Г. М. Панченкову, константа скорости такой реакции выражается уравнением [81]

k = n0f{r\(P~\)\n(\~x)-\ М, (V-34)

где п0 — число молей Fe(CO)6, поступающих в реакционную зону аппарата разложения в единицу времени (моль/сек); R — универсальная газовая постоянная,

кал/(моль-град); р — общее давлен

страница 19
< 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

Скачать книгу "Карбонильное железо" (2.52Mb)


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

 

 

Реклама
курсы монтажник систем вентиляции и кондиционирования
где купить билет на концерт киркорова касса в омске
ariva комод fl722w
длительные курсы по маникюру и педикюру

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
(08.12.2016)