Последовательность химических превращений . Часть 1

В общей форме можно рассмотреть лишь некоторые стороны этого вопроса, характерные для большого количества интересующих нас реакций.

Известно, что направление химического процесса в кристаллической смеси может не совпадать с его направлением в водном растворе. Так, реакция

протекает в водном растворе слева направо, а в кристаллической смеси при высоких температурах в обратном направлении. Полагают, что направление реакции, определяемое для раствора произведением растворимости, в случае кристаллической смеси зависит от знака теплового эффекта реакции.

Более строго направление и вероятность той или иной реакции в твердой смеси определяется с помощью расчетов на основании общих термодинамических положений.

Особенностью многих реакций в кристаллических смесях является ступенчатое протекание процесса. Если при взаимодействии между реагентами могут получаться различные соединения, то процесс образования конечного продукта проходит через ряд стадий или ступеней.

Исследованиями Вейера [123], Яндера [235, 236, 259], Бережного [312], Бубенина [313], Торопова [124] и других авторов установлено, что последовательность образования промежуточных продуктов не зависит от соотношения между реагентами в исходной смеси. Независимо от значения этого соотношения первичным продуктом взаимодействия в смеси данных реагентов является определенное соединение (см., например, табл. 22), отличающееся обычно от других возможных в системе соединений наиболее высокой температурой кристаллизации.

Это соединение реагирует далее с одним из компонентов сырья, причем могут возникать следующие промежуточные продукты, которые иногда реагируют с первым соединением или между собой и, наконец, образуется целевой продукт.

Число стадий в разных системах может быть, естественно, различным.

Интересно, что даже в простейших бинарных системах, таких как СаО — SiO2, MgO — SiO2, BaO — SiO2, CaO — Fe2O3, CaO — Al2O3 ит. п., при постоянной температуре процесс протекает через ряд стадий.

Так, при взаимодействии окиси кальция с двуокисью кремния, взятых в соотношении 1:1, вначале образуется ортосиликат кальция, наряду с которым в дальнейшем возникает 3CaO-2SiO2. Лишь в последующих стадиях начинается энергичное образование мета-

силиката Ca0*SiO2, состав которого соответствует соотношению компонентов в исходной смеси (рис. 50 и 51) [123, 235, 236, 259].

В известной мере аналогичная картина наблюдается и при взаимодействии двуокиси кремния с окисью магния (рис. 52) и окисью бария (рис. 53).

По данным Бубенина [313], изучавшего химические реакции в системе MgO — SiO2a при температуре 1100—1170° С:

скорость первой из этих реакций является наибольшей. Поэтому в начале процесса мы и наблюдаем преимущественное образование ортосиликата: метасиликат, возникающий, например, по третьей реакции, немедленно превращается в 2MgO-SiO2.

 

Другие части:

Последовательность химических превращений . Часть 1

Последовательность химических превращений . Часть 2

 

 

Содержание