загрузка...
загрузка...
На головну

Швидкість гетерогенних хімічних реакцій

  1. GroupBox1 Caption Швидкість
  2. Бетонування з застосуванням протиморозних хімічних добавок.
  3. Вплив умов грунтоутворення на характер і швидкість гумусообразования
  4. Вплив хімічних факторів на мікроорганізми. Поняття про дезінфекцію.
  5. Вплив хімічних факторів навколишнього середовища на систему крові
  6. Виховання швидкості складних рухових реакцій
  7. Допоміжні будівлі і приміщення підприємств хімічної промисловості

Хід гетерогенних хімічних реакцій може бути різноманітним. Але у всіх випадках відповідні процеси складаються з декількох стадій. Сумарна швидкість процесів залежить від швидкості окремих стадій і визначається в першу чергу швидкістю самої повільної стадії. Різні гетерогенні хімічні реакції, т. Е. Реакції між речовинами, що знаходяться в різних фазах, відрізняються один від одного послідовністю окремих стадій. Так, наприклад, горіння металів або різних палив в кисні здійснюється в основному в газовій фазі і цьому процесу передує процес випаровування горючої речовини з твердої (або рідкої) фази; однак поряд з цим відбувається і взаємодія кисню з горючою речовиною безпосередньо на поверхні розділу фаз, але, мабуть, проникнення кисню в товщу конденсованої фази не відбувається. Продукти горіння в цих випадках залишаються в газовій фазі, хоча іноді і можуть піддаватися конденсації, однак без подальшого проникнення в товщу горючої речовини. Навпаки, при оксидуванні металів процес відбувається в основному на поверхні розділу фаз, причому може мати місце і проникнення кисню в глиб металу.

При взаємодії речовин, що знаходяться в твердих і рідких фазах, якщо реакція здійснюється в основному в рідкій фазі, то їй передує процес розчинення речовини з твердої фази. Навпаки, якщо процес відбувається в основному на поверхні розділу фаз (наприклад, гашеніеізвесті), може спостерігатися проникнення речовини з рідкої фази (наприклад, води) в товщу твердої фази.

У тому випадку, коли реакція здійснюється в основному в газовій фазі, її швидкість, очевидно, повинна бути пропорційна концентраціям реагуючих речовин, що знаходяться в газовій фазі. Однак концентрація речовини, що потрапляє в газову фазу з конденсованої (твердої або рідкої) шляхом випаровування, повинна бути при даній температурі постійної, незалежно від кількості конденсованої фази.

У вираз закону дії мас для цього випадку вводиться тільки концентрація речовини, яка була з самого початку процесу в газовій фазі; так, наприклад, для реакції горіння металу в кисні в рівняння закону дії мас вводиться тільки концентрація кисню:

Концентрація парів металу в газовій фазі, від якої теж повинна залежати швидкість реакції, залишається при даній температурі постійної і тому може бути введена в величину константи швидкості. Те ж відноситься до випадку, коли реакція між твердим тілом і рідиною здійснюється в основному в рідкій фазі. Тоді в вираз закону дії мас вводиться тільки концентрація речовини, яка була з самого початку процесу в рідкій фазі; концентрація ж розчиняється речовини залишається при даній температурі постійної і може бути введена в константу.

Все це справедливо для тих випадків, коли поверхню конденсованої фази не дуже розвинена. У випадках сильного подрібнення твердої або рідкої фазою при реакціях з газами або твердої фази при реакціях з рідинами вираз закону дії мас має бути змінено, а саме - в нього повинна бути введена характеристика площі розвиненою поверхні конденсованої фази. Відомі випадки досить бурхливого взаємодії

пилоподібних матеріалів з газами, наприклад горіння пилоподібного палива, яке може відбуватися навіть з вибухом.

Залежність швидкості гетерогенних реакцій від температури подібна аналогічної залежності для гомогенних реакцій, але тільки в порівнянні з останньою більш різка. Іншими словами - температурний коефіцієнт швидкості гетерогенних реакцій більше, ніж гомогенних. Це пояснюється тим, що при підвищенні температури крім безпосереднього впливу цього фактора на швидкість реакції автоматично збільшується концентрація речовини, що потрапляє в газову (або рідке) фазу шляхом випаровування (або розчинення), і яка вважалася при даній температурі постійною.

Хімічна рівновага в гетерогенних системах. Як уже зазначено вище (§ 5 цього розділу), при становленні хімічних рівноваг встановлюються і фазові рівноваги, т. Е. Гетерогенні рівноваги в процесах переходу речовини з однієї фази в іншу. Якщо між речовинами, що входять до складу окремих фаз гетерогенної системи, відбувається оборотна хімічна реакція, то рівновага має встановлюватися на всіх кордонах розділу між усіма фазами. Таким чином, в гетерогенних системах хімічні та фазові рівноваги суміщені.

Як приклад може бути розглянуто встановлення рівноваги в оборотному процесі термічної дисоціації карбонату кальцію:

СаСОз = СаО + СО2

Хімічна рівновага, сталий в газовій фазі, може бути виражено за допомогою константи рівновагу, значення якої випливає з рівняння

К =

де  - Концентрації оксиду і карбонату кальцію, які для даної температури є постійними, незалежно від кількості цих речовин у системі. Тоді етіпостоянние для даної температури концентрації можуть бути введені в константу, яка виразиться наступною рівністю:

К =

Це рівність показує, що концентрація діоксиду вуглецю, відповідна рівноваги, повинна бути в цьому процесі для кожної даної температури постійною і не залежить від кількості карбонату і оксиду кальцію, що містяться в системі. Тиск діоксиду вуглецю, що відповідає цій концентрації при даній температурі, є так само постійним. Воно називається тиском або пружністю дисоціації. Аналогічне вираз константи рівноваги виходить для всіх гетерогенних реакцій, в яких тільки одна з складових систему речовин знаходиться в газовому стані. До таких реакцій відносяться процеси термічної дисоціації оксидів, гідроксидів, сульфідів, карбонатів, гідрокарбонатів, солей амонію та інших з'єднань.

Подібним же чином можуть розглядатися встановлення рівноваг в оборотних процесах взаємодії розчинних і нерозчинних речовин в рідких середовищах.

 



Попередня   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   Наступна

Природа з умови утворення хімічного зв'язку | іонна зв'язок | металева зв'язок | Окислювально-відновні реакції | Типи взаємодії молекул | комплексні сполуки | Властивості речовин в різних станах | Енергетика хімічних процесів | основи термохіміі | Швидкість хімічної реакції |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати