Простые модели растворения и выщелачивания
Дипломы, курсовые и прочее / Растворение твердых веществ / Дипломы, курсовые и прочее / Растворение твердых веществ / Простые модели растворения и выщелачивания Простые модели растворения и выщелачивания
Страница 1

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)

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Происхождение и состав нефти
...

Активация малых молекул
В катализе часто применяют термин “активация”, понимая при этом повышение реакционной способности реагентов. Попытаемся наполнить этот термин конкретным физическим содержанием. Под активацие ...

Теоретические основы электрохимической коррозии
Металлы составляют одну из основ цивилизации на планете Земля. Их широкое внедрение в промышленное строительство и транспорт произошло на рубеже XVIII-XIX веков. В это время появился первый ...