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)
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 ...
Синтез и исследование поливольфрамофенилсилоксанов, содержащих атомы вольфрама в степени окисления +6
Кремнийорганические
полимеры, содержащие в своей структуре гетеросилоксановую группировку Si-O-Э
(под символом Э подразумевается гетероатом, за исключением атомов водорода и
углерода), нося ...
Производство синтетического пантотената кальция (витамина В3)
Пантотеновая кислота (витамин
В3) открыта Р. Вильямсом в 1933 г. Она была им охарактеризована как стимулятор роста дрожжей. Название свое витамин В3 получил от
греческого термина "везде ...