Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 4

Из работ первого направления заслуживает упоминания исследование Фишбека [83]. Его соображения о кинетике твердофазовых реакций в переходной области могут быть сведены к следующему.

Пусть два вещества реагируют между собой с образованием диффузионного слоя их соединения так, что скорости собственно реакции и диффузии соизмеримы друг с другом. Это может наблюдаться в тех, например, случаях, когда градиент концентрации — ΔC'/x диффундирующего агента в слое продукта составляет значительную величину, т. е. при весьма малых значениях толщины х этого слоя.

В этих случаях общий перепад концентрации диффундирующего реагента

(171)

где ΔС' — перепад концентрации этого реагента в слое продукта; ΔС" — то же, на границе фаз продукт — второй реагент.

Очевидно, что, с одной стороны,

(172)

с другой стороны,

(173)

В простейшем (весьма грубом) приближении можно считать ΔС" пропорциональным ΔC'/x, т. е.

На основании уравнения (171)

(175) (176)

Исходя из этого, считая диффузионные слои продукта плоскими и учитывая, что для таких слоев действительно

Фишбек получает уравнение

(177)

которое после разделения переменных и интегрирования принимает вид:

(178)

или

(179)

отличающийся от вида уравнения [91] Яндера.

Выражение (179) при х < К1 легко привести к форме

откуда

(180)

Если пренебречь теперь, как это делает Фишбек, малыми по сравнению с 1пт величинами lnK' и Lnk'2, то легко получить выражение

или, иначе,

совпадающее с уравнением (88) Таммана.

Из сказанного, таким образом, следует, что уравнение (88) может служить для весьма приближенного описания кинетики рассматриваемых процессов в переходной области.

Справедливость рассуждений и выводов Фишбека тем не менее относительна. Их недостаточность обусловлена использованием автором упрощенных представлений о механизме реакций между

твердыми веществами, использованием им упомянутых недостаточно обоснованных допущений (в частности, допущения о плоской форме диффузионных слоев) в рассуждениях и выводах, а также нестрогим решением некоторых уравнений.

 

Другие части:

Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 1

Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 2

Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 3

Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 4

Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 5

 

 

Содержание