ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение удельных скоростей реакции из "Кинетика топохимических реакций" При помощи приведенных выше уравнений нельзя непосредственно определить величину удельной скорости реакции, так как в константы уравнений наряду с Ш уд и известными величинами входит параметр го или а уравнений скорости образования ядер фазы твердого продукта. Таким образом, для решения поставленной задачи требуется еще одно уравнение. Для составления такого уравнения в первую очередь целесообразно использовать особые точки кривых, которым обычно соответствуют более простые модели. Кинетические кривые топохимических реакций содержат особую точку — максимум скорости реакции. Следовательно, требуется построить возможно более простую модель и составить дополнительное уравнение для точки максимума скорости реакции. [c.60] Исходя из приведенных соображений, введем допущение о том, что в момент максимума скорости реакции поверхность твердого реагента заполнена основаниями ядер фазы твердб о продукта (полусфер). [c.61] Суммарная площадь оснований ядер может быть определена путем интегрирования уравнения, аналогичного (3.1), описанным выше способом или найдена из конечных уравнений, если руководствоваться простыми геометрическими соображениями. [c.61] Из полученных уравнений с учетом условия максимума скорости реакции (3.18) и уравнений (3.10), (3.12) можно определить удельную скорость реакции. [c.61] Таким образом, удельная скорость реакции может также быть определена по максимальному значению скорости реакции без детального исследования кинетики реакции. В этом случае, правда, необходимы сведения о форме ядер фазы твердого продукта реакции. [c.62] Изменения поверхности раздела твердых фаз и соответственно наблюдаемой скорости реакции после максимума скорости обусловлены перекрыванием ядер. В рамках допущения о независимом росте и одновременном касании ядер эти изменения могут быть описаны на основе простых геометрических сообра- жений. Поскольку грубость модели для описания кинетики реакции после максимума скорости очевидна (строгое решение будет ниже), ограничимся тем, что приведем результаты расчета для простого случая системы равновеликих ядер, суммарный объем которых при t = /макс соответствует количеству превращенного вещества в реальной системе макс, и ограниченного, отрезка времени /макс 1,441акс. Результаты, естественно, будут зависеть от плотности упаковки ядер (от среднего числа ядер Л, с. которыми взаимодействует растущее ядро). [c.62] В проведенном рассмотрении мы молчаливо полагали, что кинетика реакции в начальный период (по крайней мере в области максимума скорости реакции) доступна непосредственному экспериментальному исследованию. Однако на практике встречаются и случаи, когда начальные этапы процесса протекают весьма быстро, и в эксперименте удается зафиксировать лишь период снижения скорости реакции во времени. Это соответствует постепенному продвижению реакции в глубь зерен твердого материала при наличии слоя твердого продукта реакции. Уменьшение скорости реакции обычно связано с сокращением поверхности раздела твердых фаз и (или) с влиянием диффузионного торможения (за счет диффузии через слой твердого продукта). Особенности влияния последнего будут рассмотрены в следующей главе. Сокращение же поверхности раздела твердых фаз при отсутствии влияния диффузионного торможения в большинстве случаев удовлетворительно описывается. на основе модели сжимающейся сферы [уравнение (2.25)]. [c.63] Другим фактором, осложняющим расчет удельных скоростей реакции, является отклонение свойств реальных систем от рассмотренных простых приближенных моделей (сферические ядра, отсутствие перекрывания ядер в процессе роста). [c.64] Вернуться к основной статье