К реакциям, происходящим в пористом материале выводы, полученные для равнодоступной поверхности, совершенно неприменимы.
Рассмотрение диффузионной кинетики дано в работах Я.Б. Зельдовича.
Для стационарного процесса макроскопическая скорость реакции определяется уравнением:
(8)
С точностью до безразмерного множителя порядка единицы глубину проникновения реакции L можно определить так:
(9)
Для квазистационарного процесса диффузионный поток равен наблюдаемой скорости реакции. Поэтому:
, (10)
где - диффузионный поток активного реагента из объема жидкой фазы к поверхности твердого вещества.
Решая уравнение (10) относительно С и подставляя полученное значение в (8) при , получим:
(11)
При растворении пористого материала или в случае, когда один из компонентов твердого тела не растворяется, а второй - растворяется возможны четыре предельные области:
1. При скорость суммарного процесса определяется диффузией в объеме и совпадает с предельным диффузионным потоком к равнодоступной поверхности, равной внешней поверхности пористого материала: . Концентрация активного реагента даже на поверхности пористого материала, а тем более внутри пор растворяющегося вещества, гораздо меньше, чем в объеме. Эту предельную область называют внешней диффузионной.
2. При и (Н – полная толщина пористого слоя; L – глубина проникновения реакции, вычисленная по формуле (9); rn - средний диаметр пор) определяющей стадией является диффузия в порах. Концентрация активного реагента на поверхности растворяющегося вещества близка к концентрации в объеме жидкой фазы, но по мере удаления от поверхности пористого материала в глубину пор она снижается практически до нуля. Эта область называется внутридиффузионной.
3. и концентрация активного реагента в порах твердого вещества совпадает с концентрацией в объеме жидкой фазы. Такая ситуация возникает, если пористый материал черезвычайно доступен в диффузионном отношении (вещества с большим диаметром пор, а коэффициент диффузии в объеме жидкой фазы имеет тот же порядок, что и коэффициент диффузии в порах) и в то же время обладает относительно низкой химической активностью по отношению к растворителю.
В этой внутрикинетической области вся поверхность пористого материала взаимодействует с активным реагентом при одной и той же концентрации и микроскопическая скорость реакции пропорциональна объему пористого материала.
4. При и реакция протекает только на внешней поверхности пористого материала. Это означает, что вследствие относительно высокой химической активности или малой пористости (вещества с очень малым диаметром пор, т.е когда диаметр пор и диаметр молекул растворителя или растворенного вещества имеют один порядок) реагент не проникает в глубь пористого материала. В то же время предельный диффузионный поток из объема к внешней поверхности твердого вещества во много раз больше скорости химической реакции. Такая область называется внешнекинетической. Микроскопическая скорость в этой области пропорциональна внешней поверхности пористого материала.
Адгезионное взаимодействие наночастиц
...
Алкилирование енаминов, бета-дикетонов и енаминокетонов
...
Правила отбора проб
Отбор проб
производится один раз в год в период максимального накопления влагозапаса в
снеге – I-II декаде марта
Для отбора снега
используются следующие вспомогательные устройства и материалы: с ...