Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 6
Явный вид этой функции различен для разных геометрических форм.
Так, для шара
(157)
Для сплошного цилиндра
Отношение
может быть выражено также следующим образом:
где φ— коэффициент формы (который для шара равен 1/3, для куба х/6 и т. д.); l — наименьшая толщина зерна.
Если обозначить
то уравнение (156) можно написать
в виде:
и далее, вводя обозначение
получить обобщенное выражение
диффузионной кинетики реакции в твердой смеси которое в зависимости от выражений, определяющих фактор скорости реакции % и фактор формы зерен ф (G), может принимать вид уравнений (153), (153а) и др. [896].
Уместно коснуться здесь вопроса о псевдомикрокинетике реакций в смесях твердых веществ.
Дело в том, что нередко установленная экспериментально кинетическая закономерность протекания реакции без достаточно ясного представления ее механизма приводит к ошибочному выводу о лимитирующей стадии ее протекания.
Характерным примером такого явления может служить псевдо-мономолекулярная реакция, кинетическое уравнение которой обусловлено особым случаем диффузионной кинетики процесса.
Известно, что скорость некоторых процессов, относящихся к диффузионной области, именно процессов, протекающих при постоянной толщине диффузионного слоя, может быть выражена уравнением реакции первого порядка.
Так, если твердое вещество А реагирует с жидким В с получением твердого продукта А В, образующего с реагентом В смесь, плавящуюся при температуре процесса, то диффузионный слой продукта АВ непрерывно нарастает со стороны А и переходит в жидкую фазу со стороны В.
В этом случае толщина диффузионного слоя продукта А В может иметь в течение длительного времени практически постоянное, весьма малое значение.
Продукт А В реакции, переходящий в жидкую фазу, образует с реагентом В более или менее гомогенную смесь (расплав, раствор), концентрация В в которой непрерывно падает по мере течения процесса.
Так как диффузионное сопротивление твердого продукта А В значительно больше, чем жидкого, то концентрация реагента В на границе слоев АВт — (АВ + В)ж практически равна его концентрации в жидкости (АВ + В). Эта концентрация В на внешней поверхности слоя продукта АВ, таким образом, также непрерывно меняется по мере течения процесса.
Концентрация В на границе АВ — А равна или близка нулю, поскольку скорость химической реакции несоизмеримо больше скорости диффузии.
В связи с изложенным скорость процесса в диффузионной области
Другие части:
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 1
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 2
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 3
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 4
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 5
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 6
Процессы лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область) . Часть 7