Навигация
Идентификация кинетических параметров процессов растворения
39050
знаков
1
таблица
6
изображений
3.2 Идентификация кинетических параметров процессов растворения
Если бы найденные нами из экспериментальных исследований константы (константы скорости, порядки реакций и т.д.) использовались для расчета реакторов того же масштаба, что и экспериментальный, то задачу по определению констант можно было бы считать выполненой. Но масштабы промышленных и лабораторных реакторов-растворителей различаються на несколько порядков. Поэтому из экспериментально определенных кажущихся констант и порядков необходимо извлечь то, что характеризует саму химическую реакцию и не зависит от размеров реактора и его элементов. Такое экспериментально-теоретическое исследование называют идентификацией – опознаваемым параметров уравнения кинетики. При идентификации параметров уравнения кинетики гетерогенного процесса необходимо исходить из представлений о лимитирующей стадии процесса.
Признаки, по которым различают в какой области кинетики лежит процесс растворения, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Основные признаки различных областей кинетики растворения
| Факторы, характеризующие растворение | Область кинетики | |
| диффузионная область | собственно кинетическая | |
| 1.Величина коэффициента скорости растворения k (см/сек) при 250С | 10-2÷10-3 | 10-6÷10-7 |
| 2.Температурный коэффициент скорости растворения, kt+10/kt | ≤ 1,5 | ≥ 2 |
| 3.Величина энергии активации растворения Е[кДж/моль] | ≤ 20 | ≥ 40 |
| 4.Зависимость скорости процесса от интенсивности перемешивания раствора | зависит | зависит |
| 5.Влияние вязкости раствора на скорость растворения | влияет | не влияет |
Ответ о типе кинетики растворения взвешенных кристаллов солей дает уравнение А.Б. Здановского, выведенное из теории подобия и аналитическим путем:
,
где kυ – коэффициент скорости растворения при объемном выражении концентраций (см/сек);
μ – динамическая вязкость пограничного раствора, (г/см·сек);
Д – коэффициент диффузии, (см2/сек);
Δr – разность плотностей кристалла и растворителя (г/см3).
Если α = 15±2, то имеет место диффузионная кинетика растворения.
Если α < 1, то мы имеем дело с кинетической областью.
Если a = 13 ¸ 1, то растворение протекает в переходной области.
Следует также помнить, что подавляющее процессов химического растворения веществ описываются уравнением реакции первого порядка.
ВЫВОДЫ
Таким образом, оценка полученных экспериментальных результатов по пяти представленным признакам и по уравнению А.Б. Здановского позволяет дать четкий ответ об области протекания процесса (диффузионная, собственно кинетическая или переходная) и, соответственно, выбрать кинетическое уравнение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вигдорчик Е.М., Шейнин А.Б. Математическое моделирование непрерывных процессов растворения. "Химия", 1971. - 246 с.
2. Аксельруд Г.А.. Лысянский В.И. Экстрагирование. Система твердое тело-жидкость.Л.,"Химия" 1974. - 254 с.
3. Аксельруд Г.А. Массообмен в системе твердое тело-жидкость. Изд.Львовского университета, 1970. - 186 с.
4. Аксельруд Г.А., Молчанов А.Д. Растворение твердых веществ. М.,"Химия",1977. - 262 с.
5. Позин М.Е., Зенюк Р.Ю. Физико-химические основы технологии неорганических веществ.Л.: Химия, 1985. – 384 с.
6. А.Б.Здановский. Галургия.Л.: "Химия", 1972. – 528 с.
Похожие работы
... циклов. Как уже было отмечено, калориметрия используется для определения тепловых эффектов реакций, в частности она используется и для определения теплот растворения солей или других соединений в воде или других растворителях. Это является одной из самых интересных задач термохимии, так как выделение теплоты при растворении солей может быть использовано для разогрева или охлаждения тех или иных ...
... или кислот; так получают, например, золь гидроксида железа(III), имеющий следующее строение: {[Fe(OH)3]m n FeO+ · (n–x)Cl–}x+ x Cl– 4.2.2 Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидов. Строение коллоидной мицеллы Лиофобные коллоиды обладают очень высокой поверхностной энергией и являются поэтому термодинамически неустойчивыми; это делает возможным самопроизвольный процесс уменьшения ...
... с кислородом, восстановлением - отнятие кислорода. С введением в химию электронных представлений понятие окислительно-восстановительных реакций было распространено на реакции, в которых кислород не участвует. В неорганической химии окислительно-восстановительные реакции (ОВР) формально могут рассматриваться как перемещение электронов от атома одного реагента (восстановителя) к атому другого ( ...
... реакции на альдегидную группу – окисляется оксидом серебра (1), присоединяет синильную кислоту (4): Химические свойства: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Спиртовое брожение. Эта реакция характерна для гексоз. Она осуществляется с помощью биологических катализаторов – ферментов. При сбраживании гексозы превращаются в этиловый спирт. Для пентоз брожение ...
0 комментариев