Химичните реакции, проявяващи се при взаимодействието на двете фази, наречени хетерогенни.
Хетерогенни процеси са широко разпространени в природата и често се използват в практиката. Примерите включват процеси на разтваряне, кристализация, изпаряване, кондензация, химична реакция на граничната повърхност на двете фази, на хетерогенен катализ и други. Трудността при изучаване хетерогенни реакции поради естеството на твърди вещества (за една и съща скорост процес система зависи от структурата на твърдо вещество, наличието на дефекти в кристалната решетка и съдържанието на различни примеси).
На хетерогенни реакции обикновено могат да се разграничат поне три стъпки:
1) прехвърляне на реагенти към интерфейса, т.е. в реакционната зона;
2) действителното химическо взаимодействие;
3) прехвърляне на реакционните продукти от реакционната зона.
Може да има други етапи, например
· Адсорбция и десорбция;
· Допълнителни химична конверсия на реакционния продукт от твърдата повърхност;
· Комплексообразуваие димеризационния протонацията.
Скоростта на целия процес се определя от ограничаване (бавния) етап. Ако скоростта на действителното химическо взаимодействие много по-висока скорост доставяне на реагенти към реакционната зона и отстраняване на продукти от това, общата скорост на процеса ще съответства на скоростта на транспортиране на реагенти и продукти, и за спонтанни термично инициирани реакции се определя вещества дифузионни процеси. В този случай ние казваме, че реакцията се извършва в режим на дифузия или в региона на дифузия.
Прехвърляне на лекарството към интерфейса между фазите може да се извърши чрез конвекция и дифузия. Наречен конвекция движение на цялата среда като цяло. Конвекция разтвор на граничната повърхност с твърдата повърхност може да настъпи поради различна плътност в разтвора на насипни и до твърда повърхност, която е причинена от неравномерно концентриране на разтвора или температурата. Конвекция може да бъде създаден като твърдо тяло се движи в разтвор или в близост разтвор на твърдата повърхност (твърдо въртене, разбърквай разтвор).
Diffusion - е насочено миграция на материята от област на висока концентрация на по-ниска концентрация. доставка вещество се определя от първия закон на Фик дифузия. при което: количество DN вещество дифузия през района S, в посока, перпендикулярна на потока от висока към ниска концентрация, време DT е пропорционално на градиента на концентрация и
(DC \ DX) DN = - DS (DC \ DX) DT
където коефициентът D - нарича коефициент на дифузия. Това зависи от естеството на средата и разпространение на веществото, както и на температурата.
В случая, когато действителната химическа реакция е бавния етап, т.е. дифузия става сравнително скоро, изгори, че реакцията протича в кинетична режим, или е в кинетична региона. В случая, когато скоростите на реакцията и дифузионни са приблизително равни, казват режим преход или преход област хетерогенна реакция. Когато температурата се покачва и съответно ограничава етап механизъм хетерогенна реакция могат да бъдат променяни. Това се дължи на различния характер в зависимост от константата на скоростта на реакция на химично дифузионен коефициент к и температура.
Свързани статии