ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Внешнедиффузионное торможение из "Кинетика топохимических реакций" Рассмотрим одномерную диффузию через пленку толщиной б, на противоположной стороне которой протекает химическая реакция. Пусть концентрация газообразного реагента в ядре потока поддерживается постоянной, тогда его концентрация у внешней поверхности зерна будет изменяться до тех пор, пока скорости диффузии и реакции отличны друг от друга. Если скорость диффузии больше скорости реакции, концентрация с будет увеличиваться во времени. Увеличению с отвечает уменьшение скорости диффузии (в связи с уменьшением градиента концентрации) и увеличение скорости реакции. Очевидно, что при наличии таких связей с течением времени установится стационарная концентрация газообразного реагента у внешней поверхности зерна, а скорости реакции и диффузии будут равны. [c.76] Константа скорости диффузии очень слабо зависит от температуры и весьма заметно от линейной скорости потока газа. Поэтому изменением указанных условий эксперимента можно вызвать переход реакции из одной макрокинетической области в другую. В частности, переходу во внешнедиффузионную область благоприятствуют высокие температуры и малые линейные скорости газового потока. [c.77] Экспериментально влияние, внешнедиффузионного торможения легко заметить по зависимости наблюдаемой скорости реакции от линейной скорости газового потока. На протекание реакции во внешнедиффузионной области указывают также низкие значения наблюдаемой энергии активации (порядка 1 ккал/моль). [c.77] Кратко остановимся теперь на влиянии внешнедиффузионного торможения для реакций различных порядков. [c.77] В предельных случаях р и й Р) скорость суммарного процесса по-прежнему будет выражаться формулой (4.14) и (4.9) соответственно. [c.78] Таким образом, в приближении, обусловленном применением уравнения Фика (4.1), влияние внешнедиффузионного торможения для реакции с известной кинетикой может быть описано сравнительно просто. [c.78] Отметим, что наблюдаемые закономерности реакции, протекающей во внешнедиффузионной области, не связаны с механизмом и кинетическими параметрами собственно химической реакции. Поэтому для получения информации о последних требуется обеспечить переход реакции в кинетическую область. Это можно сделать, увеличивая линейную скорость газового потока или снижая температуру (а также уменьшая размеры зерен твердого материала). [c.78] Особенности влияния внешнедиффузионного торможения обычно можно описать в рамках внешней задачи (обтекание тела потоком газа). Некоторые особые случаи будут рассмотрены ниже. Более детальное рассмотрение процессов внешнего переноса, в том числе и для нестационарных случаев, можно найти в монографии [I]. Ограничимся здесь указанием, что переход во внешнедиффузионную область для экзотермических реакций может происходить скачкообразно [1, 4—7] (воспламенение поверхности), причем критические условия воспламенения могут быть использованы для определения кинетических параметров собственно химической реакции (см. 4.6). [c.78] Вернуться к основной статье