固相反应引言固相反应机理固相反应动PPT学习教案

1、会计学1固相反应引言固相反应机理固相反应动固相反应引言固相反应机理固相反应动第一节第一节 引引 言言第1页/共73页 泰曼的观点长期以来一直为学术界所普遍接受。但随着生产和科学实验的进展，发现许多问题。 因此，金斯特林格等人提出，固态反应中，反应物可能转为气相或液相，然后通过颗粒外部反应物可能转为气相或液相，然后通过颗粒外部扩散到另一固相的非接触表面上进行反应扩散到另一固相的非接触表面上进行反应。指出了气相或液相也可能对固态反应过程起重要作用。并指出这些反应有如下一些共同的特点：第2页/共73页第3页/共73页第4页/共73页相界面上化学反应机理相界面上化学反应机理相界面上反应和离子扩散的关系

2、相界面上反应和离子扩散的关系中间产物和连续反应中间产物和连续反应不同反应类型和机理不同反应类型和机理第5页/共73页第6页/共73页 图图1 ZnO-Fe2O3混合物加热过程中性质的变化混合物加热过程中性质的变化1.对色剂的吸附性2.对2CO+O22CO2反应的催化活性3.物系的吸湿性4.对2N2O2N2+O2反应的催化活性射线图谱上ZnFe2O4的强度第7页/共73页750。第8页/共73页第9页/共73页第10页/共73页S1 S2 M gO M gA l2O4 A l2O3 M g2+ A l3+ 图图2 由MgO+Al2O3形成尖晶石示意图 2Al3+4MgO=MgAl2O4+3 Mg

3、2+第11页/共73页第12页/共73页第13页/共73页图图3 CaO+SiO2反应形成多钙硅酸盐过程示意图第14页/共73页第15页/共73页第16页/共73页 ZnOZni或或e ZnO2图图4 Zn氧化的ZnO层内Zn2+及e浓度分布第17页/共73页第18页/共73页第19页/共73页第20页/共73页一般动力学关系一般动力学关系化学动力学范围化学动力学范围扩散动力学范围扩散动力学范围第21页/共73页第22页/共73页图图5第23页/共73页dtdQPdtdQDdxdccc 0第24页/共73页cc 0DK110011DcKc第25页/共73页。最大DVcDcc00第26页/共73

4、页最大最大DRVVDcKc1111100第27页/共73页第28页/共73页nnXcKdtXcd)()(dtKXcdXxtnn00)(tKcXcnXccnnnnn1111)(1()(第29页/共73页tKcXcnnnn111)(111第30页/共73页tKcXc211tKXccX2）（第31页/共73页tkcxcdtkdxxcxcdtkxcxcdtx10101ln)()(第32页/共73页nBmAncFcKdtdxv第33页/共73页nnFcKdtdxv第34页/共73页303030(RxRR）第35页/共73页nnnnGGkGFkdtdG)1()1(R4)1(3/22O第36页/共73页tG

5、dtKGdG0103/5)1 (第37页/共73页第38页/共73页第39页/共73页dxdcDdtdm第40页/共73页图图6 平板扩散模型第41页/共73页系，可以描述各种物理或化学的控系，可以描述各种物理或化学的控制过程并有一定的精确度制过程并有一定的精确度。dxdm xcdxdc0 xDCdtdx0KttDCx022第42页/共73页第43页/共73页图图7 金属镍的氧化增重曲线第44页/共73页第45页/共73页第46页/共73页30303030)1 (1)(RxRxRRG)1(13/10GRx第47页/共73页3/13/2/5)1 (1)1 (GGKdtdG第48页/共73页第49

6、页/共73页0.0160.0120.0080.0040 10 20 30 40 50 60 70 801-(1-G)1/32时间（分）时间（分）890 870 830 图图9 不同温度下BaCO3与SiO2的反应情况第50页/共73页第51页/共73页第52页/共73页图图10 金斯特林格模型第53页/共73页2),(22）（rCrrCDttrxRrrCDdtdx0)(第54页/共73页n3/13/13/13/16)1 (1)1 ()1 (1)1 (GGKGGKdtdGr第55页/共73页3/13/23/1)1 ()1 ()1 ()()(GGKGKdtdGdtdGirirjrdtdGdtdG)

7、/()第56页/共73页图图11 反应产物层增厚速率与x/R0关系第57页/共73页图图12 金斯特林格方程与杨德方程之比较第58页/共73页 控制 范围 反应类别 动力学方翟的积分式 A 值 对应于图13的曲线 界 面 零级反应(对于球形颗粒) F0(G)=1 一(1-G)1/3=K0t=0.2063(t/t05) 02063 7 化学 零级反应(对于圆柱形颗粒) F1(G)=1 一(1-G)1/2=K1t=0.2929(t/t05) 02929 6 反应 零级反应(对于乎板试样) F2(G)= G) =K2t=0.5000(t/t05) 05000 5 控制 一级反应(球形颗粒) F3(G

8、)=ln(1-G) =-K3t=0.6931(t/t05) 06931 9 扩 散 抛物线速度方程(干板试样) F4(G)= G2=K4t=0.2500(t/t05) 02500 1 控 制 对圆柱形试样 F7(G)= (1-G)ln（1-G）+G =K7t=0.1534(t/t05) 0：1534 2 杨德方程(球形试样) F5(G)=1 一(1-G)1/32=K5t=0.0426(t/t05) 00426 3 范 围 金斯特林格方程(球形试样) F6(G)=1 一2/3G-(1-G)2/3=K6t=0.0367(t/t05) 00367 4 第59页/共73页图图13 各种类型反应中G t/t曲线（曲线序号对应的方程见表）第60页/共73页反应物化学组成的影响反应物化学组成的影响反应物颗粒及均匀性的影响反应物颗粒及均匀性的影响反应温度的影响反应温度的影响压力和气氛的影响压力和气氛的影响反应物活性的影响反应物活性的影响第61页/共73页第62页/共73页第63页/共73页第64页/共73页不同颗粒尺寸的NaCO3转化率百分率 NaCl添加量 （相对于NaCO3的%） 0.060.088mm 0.270.35mm 0.62mm 0 0.8 2.2 53.2 88.6 38.6 18.9