Для подавляющего большенства процессов кинетическая функция
инвариантна относительно концентрации активного реагента и температуры. Иными словами, каждому значению безразмерного времени х соответствует вполне определенное значение
, которое имеет одно и то же значение для любых постоянных значений С и Т. Поясним смысл этого утверждения на примере некоторых простых моделей процессов растворения.
1. Исходный продукт представляет собой совокупность сферических частиц одинакового размера, скорость растворения которых пропорциональна поверхности. В этом случае справедливо следующее дифференциальное уравнение для скорости растворения:
(29)
где m – масса частицы;
F – поверхность частицы;
k0 – константа скорости реакции, не зависящая от температуры;
- порядок реакции;
Е – энергия активации;
R – газовая постоянная.
Если обозначить текущий радиус растворяющейся частицы через r, а её начальный радиус через r0, получим, что
, а
, где
- плотность твердой фазы. Поэтому:
(30)
Если растворение протекает при постоянных концентрациях и температуре, то интегрирование дает:
(31)
Таким образом, для рассматриваемой модели радиус растворяющейся частицы уменьшается во времени по линейному закону.
Время полного растворения определяется из условия
(частица полностью растворилась):
(32)
Доля нерастворившегося продукта
определяется очевидным соотношением
, с учетом которого уравнение (31) можно записать так:
(33)
Характеристические графические зависимости
для разных С и Т представлены на рис.3.
Рис.3. Зависимость доли нерастворившегося компонента от времени при различных условиях для продукта, состоящего из полностью растворившихся сферических частиц.
Температура:
. Концентрация моль/л:
С учетом выражения (32) последнее уравнение можно переписать в виде
или:
(34)
Свойства элементов подгруппы VIIIB.
Цель работы: изучение
химических свойств железа, кобальта, никеля.
Первую триаду VIIIВ группы
периодической системы, состоящую из Fе, Со, Ni, очень часто называют
семейством железа. На внешнем э ...
Монослой на поверхности
воды
Наряду с полностью гидрофильными и
гидрофобными молекулами существуют еще и молекулы вроде русалок – одна их часть
гидрофильная, а другая гидрофобная. [7]Такие молекулы получили название амфифильных ...
Алкалоиды рода Carex на Европейском северо-востоке России
...