Диффузионная область гетерогенных процессов — КиберПедия 

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Диффузионная область гетерогенных процессов

2017-10-16 157
Диффузионная область гетерогенных процессов 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

 

В результате протекания гетерогенной химической реакции в разных точках реакционного пространства устанавливаются различные концентрации реагирующих веществ и продуктов реак­ции. Например, при взаимодействии газообразного реагента А с твердым реагентом В концентрация вещества А у поверхности реагента В будет в общем случае меньше, чем в ядре газового потока, обтекающего твердую частицу.

Градиент (разница) концентраций реагента А является причи­ной возникновения диффузии - самопроизвольного процесса переноса вещества в результате беспорядочного движения моле­кул до установления равновесного распределения концентраций. Хаотичное тепловое движение частиц вещества вызывает упорядоченный направленный перенос его в области, в которой воз­никают градиенты концентрации или в которой распределение концентраций отличается от равновесного.

При рассмотрении гетерогенных процессов важно знать, какова скорость диффузии на стадиях, предшествующих химической реакции, не будут ли диффузионные процессы тормозить хими­ческое взаимодействие.

Скорость диффузии зависит от плотности и вязкости среды, температуры, природы диффундирующих частиц, воздействия внешних сил и т.д. Закономерности диффузионных процессов описываются законами Фика.

Согласно первому закону Фика количество вещества А, перенесенного путем диффузии в единицу времени через поверхность, перпендикулярную направлению переноса, пропорционально градиенту концентрации этого вещества в данный момент времени.

В общем случае концентрация меняется как в пространстве, так и во времени. Изменение концентрации вещества А во времени в результате молекулярной диффузии описывается вторым за­коном Фика

При протекании гетерогенного процесса у поверхности разде­ла фаз расходуются исходные реагенты и образуются продукты реакции. Для стационарного протекания процесса необходимо не­прерывное пополнение убыли реагентов у реакционной поверх­ности и удаление от нее образующихся продуктов. Перенос осу­ществляется путем диффузии при наличии перепада концентра­ций. Чем быстрее идет реакция, тем выше должна быть скорость диффузии, иначе химическая реакция будет тормозиться диффу­зионными процессами.

Можно считать, что перепад концентраций возникает в так называемом диффузионном подслое, находящемся у поверхности раздела фаз. Внутри этого подслоя перенос вещества осуществля­ется исключительно молекулярной диффузией. Чем меньше тол­щина подслоя (м), тем больше коэффициент массоотдачи (м/с)

Коэффициент молекулярной диффузии Dявляется функцией молекулярных свойств того вещества, которое диффундирует, и того вещества, в котором происходит диффузия первого. Этот ко­эффициент слабо возрастает с ростом температуры и уменьшает­ся с ростом давления. Чаще всего коэффициент Dопределяют опыт­ным путем, а также расчетом по эмпирическим или полуэмпири­ческим зависимостям.

 

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение гетерогенного процесса.

2. Чем определяется скорость гетерогенного процесса?

3. Как протекает гетерогенный процесс?

4. Назовите характерную черту любого гетерогенного процесса.

5. Какие гетерогенные процессы принято называть процессами, протекающими в кинетической области?

6. Какие гетерогенные процессы принято называть процессами, протекающими в диффузионной области?

7. Какими законами описываются закономерности диффузионных процессов?

 


Поделиться с друзьями:

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.029 с.