химический каталог




ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ, химический реакции с участием веществ, находящихся в различные фазах и составляющих в совокупности гетерог. систему. Типичные Г. р.: термодинамически разложение солей с образованием газообразных и твердых продуктов (например, СаСО3 -> СаО + СО2), восстановление ожсидов металлов водородом или углеродом (например, РЬО + С -> Рb + СО), растворение металлов в кислотах (например, Zn + + H2SO4 -> ZnSO4 + Н2), взаимодействие твердых реагентов (Al2О3 + NiO -> NiAl2O4). В особый класс выделяют гетерогенно-каталитических реакции, протекающие на поверхности катализатора; при этом реагенты и продукты могут и не находиться в разных фазах. Например, при реакции N2 + + ЗН2 -> 2NH3, протекающей на поверхности железного катализатор, реагенты и продукт реакции находятся в газовой фазе и образуют гомог. систему.

Особенности ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. обусловлены участием в них конденсированных фаз. Это затрудняет перемешивание и транспорт реагентов и продуктов; возможна активация молекул реагентов на поверхности раздела фаз. Кинетика любой ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. определяется как скоростью самого химический превращения, так и процессами переноса (диффузией), необходимыми для восполнения расхода реагирующих веществ и удаления из реакционное зоны продуктов реакции. В отсутствие диффузионных затруднений скорость ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. пропорциональна размерам реакционное зоны; так называемой удельная скорость реакции, рассчитанная на единицу поверхности (или объема) реакционное зоны, не изменяется во времени; для простых (одностадийных) реакций она может быть определена на основе действующих масс закона. Этот закон не выполняется, если диффузия в-в протекает медленнее, чем химический реакция; в этом случае наблюдаемая скорость Г. р. описывается уравениями диффузионной кинетики (см. Макрокинетика).

При ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. с участием одного или несколько твердых реагентов часто образуются твердофазные продукты. Такие реакции, как правило, локализованы на поверхности раздела фаз или в поверхностном слое и обычно протекают нестационарно. Они характеризуются периодом индукции, в течение которого возникают зародыши (ядра) новой фазы. Их образование связано с перестройкой атомной структуры твердого реагента и требует затраты энергии. Поэтому такие ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. чувствительны ко всем нарушениям структуры, облегчающим образование зародышей, и может быть активированы термодинамически, радиац., механические и др. воздействиями, увеличивающими концентрацию дефектов, в первую очередь плотность дислокаций (см. Дефекты в кристаллах). Кинетич. уравение реакции в этом случае отражает изменение во времени не только концентраций реагирующих веществ, но и поверхности раздела твердых фаз реагента и продукта: по мере роста зародышей поверхность раздела увеличивается и скорость реакции сначала возрастает, затем проходит через максимум и снижается вследствие соприкосновения растущих зародышей и образования сплошного слоя твердого продукта (подробнее см. Топохимические реакции).

В природе ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. входят в комплекс процессов, приводящих к образованию осадочных пород и выветриванию. В химический технологии ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. газа с жидкостью (окисление воздухом, кислородом, озоном; хлорирование и др.) обычно проводят при интенсивном перемешивании спец. механические устройствами или самим газом (в так называемой барботажном реакторе). Реакции термодинамически разложения составляют основу фотографич. процесса, реакции между газами или жидкостями и твердыми веществами-основу обжига, восстановления и окисления металлов, горения, производства твердых катализаторов, выщелачивания, экстракции и др. Часто сочетаются ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р. в трех-и многофазных системах, например хлорирование твердых оксидов металлов газообразным хлором в присутствии твердого углеродсодержащего восстановителя. Важная область использования ГЕТЕРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ р.-получение тонких поверхностных слоев и покрытий при взаимодействии твердого тела с жидкостью. При низких температурах диффузия в глубь твердого материала протекает медленно, что позволяет получать стабильные тонкие поверхностные слои, а в отдельных случаях-двухмерные фазы, толщина которых по порядку величины близка к параметру кристаллич. решетки. Иногда стабильные поверхностные слои образуются самопроизвольно; таковы защитные оксидные пленки на металлах, препятствующие дальнейшему окислению (см. Газовая коррозия).

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
пионовидные розы букет купить
Рекомендуем компанию Ренесанс - profi hobby официальный сайт - оперативно, надежно и доступно!
кресло престиж в 14
Магазин КНС Нева предлагает компьютер apple цена в россии - оформление в онлайн-кредит в Санкт-Петербурге.

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
(11.12.2016)