Процессы лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реакции при ее протекании. Переходная область . Часть 3
т. е. диффузионное и химическое сопротивления процессу здесь просто суммируются.
Очевидно, что уравнение существенно упрощается, когда значения величин k и β несоизмеримы между собой, т. е. когда процесс по существу не относится к переходной области.
Так, при k > β получаем, что К'* eqial β и скорость процесса определяется скоростью диффузии; в этом случае, естественно, скорость процесса не зависит от химического механизма реакции. При k << β получается K'* ≈ k, С' ≈ С и скорость суммарного процесса всецело зависит от скорости собственно химического взаимодействия.
Пусть процесс взаимодействия А с В по-прежнему состоит из возгонки реагента А, его диффузии к реагенту В и реакции между ними с образованием продукта АВ.
Для рассмотрения этого процесса примем следующие обозначения:
- сопротивление соответственно возгонки, реакции, диффузии;
— концентрация возгоняющегося реагента соответственно на поверхности его зерен, на внешней поверхности диффузионного слоя, продукта и на реакционной поверхности второго («покрываемого») реагента;
— концентрация второго реагента на поверхности раздела АВ — В;
— площадь соответственно поверхности возгонки,оверхности реакции и минимального поперечного сечения диффузионного потока.
Очевидно, что общий перепад концентраций, выражающий движущую силу процесса:
(168)
При Св = 1 движущая сила процесса есть не что иное, как концентрация возгоняющегося реагента на поверхности его зерен: АΔС = Сo и является в изотермических условиях величиной практически постоянной.
Если процесс состоит только из возгонки и реакции или из диффузии и реакции, то соответственно:
Во всех этих случаях ΔС = const, в связи с чем уравнение (103) можно переписать так:
При
уравнение (103) принимает вид:
(170)
Это приближенное уравнение в общей форме выражает зависимость скорости процессов описанного типа от основных определяющих ее факторов.
Очевидно, что задача заключается в нахождении вида функций Wв = f(G), Wp = φ (G) и
Wд = ψ(С), отражающих закономерности изменения основных сопротивлений такого рода процесса при их протекании.
Известны многочисленные попытки описания смешанной кинетики реакций в кристаллических смесях. По указанным выше причинам они обычно либо связаны со значительными упрощениями задачи (первое направление), либо (второе направление) приводят к сложным выражениям, более точным, но мало приемлемым для практических целей.
Другие части: