Гетерогенные процессы.

Лекция 8.

Гетерогенные процессы состоят из различных фаз, характерной чертой является наличие границы раздела фаз. Причем состояние вещества на поверхности границы раздела фаз отличается от его состояния в глубине фазы.

Классификация гетерогенных процессов :

1) по фазовому состоянию:

а) газ – жидкость;

б) жидкость – твердое;

в) газ – твердое.

2) по размеру твердой частицы:

а) с постоянным размером;

б) с изменяющимся размером.

Глубину протекания реакции можно оценить по изменению твердого вещества:

1.размер твердой частицы уменьшается

2.размер тведой частицы const.

Кинетические модели гетерогенных процесов.

Система газ – твердое вещество.

1)квазигомогенная модель.

Рис. 8.1. Квазигомогенная модель.

Допущения:

− процесс протекает одновременно в любой точке частицы;

− газообразный реагент свободно проникает вглубь частицы, т.е. твердая частица пористая;

− химическая реакция на поверхности частицы идет медленно.

2)модель с фронтальным перемещением зоны реакции.

Рис. 8.2. Модель с фронтальным перемещением зоны реакции.

Допущения:

− реакция начинается на внешней поверхности частицы и после завершения в реакцию вступают глубинные слои;

− с течением времени зона реакции продвигается вглубь частицы;

− за зоной реакции остается твердый продукт реакции или так называемая зола.

Можно выделить стадии процесса:

1-ая стадия – внешняя диффузия вещества А через газовую пленку;

2-ая стадия(продуктов реакции) – внутренняя диффузия компонента А через слой золы до поверхности ядра;

3-ья стадия – химическая реакция на поверхности ядра:

4-ая стадия– внутренняя диффузия газообразного продукта реакции R_г через слой золы;

5-ая стадия – внешняя диффузия продукта R_г через газовую пленку в поток.