Для определения времени полного растворения , при выбранных в качестве стандартных значений температуры Т0, концентрации С0 и число оборотов n0 достаточно провести периодический опыт при этих же значениях Т0 и n0. Если при этом концентрацию активного реагента можно поддерживать на постоянном уровне, равном С0 (большой избыток растворителя), то интересующее нас значение
совпадает со временем полного растворения в периодическом опыте
=
. В общем случае, когда концентрация в периодическом опыте заметно изменяется, значение
можно определить по уравнению (22). При внешнедиффузионных ограничениях зависимость
устанавливается формулой:
(39)
Тогда:
(40)
Входящий в уравнение (40) интеграл численно равен площади под нижней кривой рис.5, если принять, что об/мин. Таким образом, результаты периодического опыта, проведенного при изменяющейся концентрации С0, позволяют легко определить время
, относящейся к постоянному значению концентрации С0. Нам, однако, нужно знать время полного растворения
и при других сочетаниях С, n и Т.
Рис.5. Зависимость доли нерастворившегося продукта и концентрации раствора Сn от времени
при растворении бихромата калия в воде в условиях периодического опыта
Связь между и
легко установить с помощью уравнения:
(41)
Входящая в уравнение (41) функция определяется экспериментально.
Разность концентраций обычно известна: или
. Поэтому для выполнения расчетов по уравнению (41) нам нужно научиться определять значение коэффициента
или отношение
. Если сравнивать скорости растворения в двух опытах, отличающихся температурой и числом оборотов мешалки, то для разных значений
в первом и втором опытах можно записать:
(42)
Уравнение (42) относится к произвольному но фиксированному значению . Производная
и разности концентраций
и
относится к точке, отвечающей этому значению
.
В следующих двух случаях интегрирование уравнения (42) приводит к линейной зависимости от
. Графический вариант определения
для различных оборотов мешалки иллюстрируется рис.6. и аналогичен описаному в разделе 2.2. для определения порядка реакции.
Общая и неорганическая химия
...
Гомогенное химическое равновесие
1. Рассчитайте
сродство (-ΔrGt) железа к
кислороду воздуха, Po2=2,0266*104Па при 1000К, если
константа равновесия реакции 2Fe+ O2 2FeO при
этой температуре равна 2,450*1020 Па-1 ...
Производство поливинилбутираля
Химическая
промышленность прошла бурный путь развития в период 50-х – 80-х годов. В
отрасли был создан значительный производственный потенциал. Однако он был
ориентирован на цели командно–а ...