Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Шефер Г. -> "Химические транспортные реакции" -> 43

Химические транспортные реакции - Шефер Г.

Шефер Г. Химические транспортные реакции. Под редакцией доктора хим. наук, проф. Н.П. Лужной — М.: Мир, 1964. — 189 c.
Скачать (прямая ссылка): shefer.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 57 >> Следующая

ТаС13, переносимый по уравнению (7), легко кристаллизуется и осаждается, хорошо очищенный от исходных тантала и TaCls.
ТаС13(тв) + ТаС15(Г) = 2ТаСЦ(Г) , (7)
580 -> 360°, Амп. [213].
Интересный вариант рассмотренного здесь принципа описан Скейфом и Уайли [158]. Они применяли иодидный метод для^транспорта металла, используя в качестве ис-
Ускорение реакций между твердыми веществами
ходного материала карбид тория ТЬС2; при этом на
По аналогии с рассмотренными выше реакциями при синтезе 1г02 по уравнениям (1) + (2) можно написать:
При 480° слабо связанный с ТЪС2 металлический торий вступает в реакцию с иодом. Способ дает особенно чистый торий, так как загрязнения частично устраняются при получении ТпС2 при 2150° [244] или же отделяются от тория при заключительном иодидном процессе (частично как непрореагировавший карбид).
Приложение этих принципов синтеза к другим системам, по-видимому, должно быть успешным.
5. 2. Ускорение реакций между твердыми веществами посредством транспортных процессов
В развитии химии твердофазных реакций часто поднимались дискуссии по вопросу о том, могут ли реагировать между собой твердые вещества без участия жидкости или газа. Этот вопрос сегодня решен в пользу существования чисто твердофазных реакций. Интересно, однако, что можно показать на целом ряде превращений с твердыми исходными веществами, что все-таки какая-либо жидкая или газообразная фаза участвует в качестве посредника реакции. Однако следует избегать обобщений в этой области — напротив того, необходимо экспериментально исследовать состояние системы в каждом отдельном случае. Будников и Гинстлинг [245] особенно детально занимались подобными исследованиями. Интересные работы также опубликованы Борчардтом [246], а также Борчардтом и Томпсоном [247].
(8) (9)
ТпС2 = Тп + 2С, 480°, Тп + 232 = ТЫ4(г) , 480 -> 1300°.
(10) (И)
10*
148 Транспортные реакции в препаративной химии
Участие газовой фазы становится очевидным при протекании реакции в условиях пространственного разделения твердых компонентов. Например, реакция (12) протекает при 600° даже тогда, когда таблетки окислов удалены друг от друга на расстояние 1—2 мм [245].
СаО + Мо03 = СаМо04. (12)
Трехокись молибдена при этом достигает окиси кальция за счет собственного давления насыщения (Р ~ \0~5ат).
Хауффе и Пчера [248] исследовали таким же методом образование шпинелей ^пСгй04 и ШСггС^ при 1100° и показали, что 2пО и Сг2Оз на воздухе (1 ат) могут быть перенесены через газовую фазу к реагирующему с ними веществу. Подобные примеры приведены также в работе Позина, Гинстлинга и Печковского [249].
Если давление пара способствует реакции между твердыми веществами, то надо ожидать подобного и от химических транспортных реакций. Какие же возможности предоставляют транспортные реакции как средство взаимодействия между твердыми исходными веществами?
Прежде всего необходимо высказать следующие соображения.
Если в реакции участвуют только твердые вещества, то транспорт должен происходить посредством диффузии в местах соприкосновения частиц. Поверхность соприкосновения очень мала по сравнению с поверхностью частиц. Из-за изменения объема (чаще всего уменьшения) при протекании реакции контакт между частицами со временем будет еще более ухудшаться. Это в особенности имеет место тогда, когда твердые вещества реагируют между собой с выделением газа.
Поэтому если диффузия в твердом состоянии в местах контактов определяет скорость общего процесса, то всегда должно быть полезным введение газовой фазы, с помощью которой одно твердое вещество можно транспортировать к поверхности другого. Тогда нетранспорти-рующееся твердое вещество будет нагреваться в известной степени в «газообразном растворе» транспортирующегося вещества. На поверхности частиц это транспорти-
Ускорение реакций между твердыми веществами 149
рующееся вещество не выделяется при изотермических условиях как особая фаза, однако благодаря транспортной реакции оно постоянно находится в газовой фазе возле другого твердого вещества, где и происходит реакция, которую хотят ускорить.
Конечно, могут применяться также системы, у которых существуют транспортные реакции для нескольких твердых веществ.
В количественном отношении процесс подобен протекающему в реакциях минерализации [см. раздел 3.3, уравнение (д)]: если между частицами обоих твердых веществ в смеси порошков или в спрессованной смеси расстояние достигает величины порядка микрона, то оно достаточно для транспорта одного из этих веществ через газовую фазу, если для разности парциальных давлений АР (над поверхностью одного твердого вещества и другого) и общего давления 2Р выполняется условие ДР/ЕР^Ю-6.
Если одно твердое вещество прочно связано с каким-либо другим компонентом, что часто наблюдается, то АР =Р2 — Р\ г^Р2. В этом случае для транспорта достаточно, чтобы при общем давлении, например в 1 ат, равновесное давление составляло Р2^10-6аг.
Если приведенное предположение правильно, то эта простая оценка порядка величины позволяет ожидать, что твердофазные реакции могут быть значительно ускорены за счет таких транспортных реакций, эффективность которых мала для применения в других целях. Транспортные системы с благоприятными показателями должны уже при минимальных добавках транспортирующего агента стать эффективными.
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 57 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed