22. Гетерогенные процессы. Диффузионная и кинетическая области реагирования. Лимитирующая стадия.

Реакции, в которых реагирующие вещества находятся в разных фазах, называются гетерогенными

Гетерогенные процессы, связанные с переносом реагентов из объема фаз к поверхности, где происходит химическая реакция, и отводом от нее продуктов реакции, являются многостадийными

Перенос вещества называется массопереносом.

Различают внешнюю и внутреннюю массопередачу.

Скорость многостадийного процесса определяется скоростью самой медленной стадии, которая называется лимитирующей.

Кинетика реакций, в которых наиболее медленным звеном является перенос вещества (подвод или отвод реагентов) , называется диффузионной кинетикой.

Процесс идет в диффузионной области (лимитирует диффузия),

Процесс идет в кинетической области (лимитирует химическая реакция)

В металлургических процессах часто скорость химической реакции высока и не лимитирует скорость процесса.

23. Концентрационный кислородный гальванический элемент с твердым электролитом. Его устройство, принцип работы. Схема измерения эдс. Температурные пределы использования кислородных датчиков.

Гальванический элемент - устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую_.

24. Уравнение Нернста. Его получение и использование в расчетах.

Рассмотрим идеальную кислородную ячейку, работающую обратимо при

Произведенная ячейкой работа равна изменению химического потенциала

Кислорода

Поскольку получаем или

- Уравнение Нернста для идеальной кислородной ячейки, где все заряды переносятся только ионами кислорода

- равновесное парциальное давление кислорода в электроде сравнения (известно)

- равновесное парциальное давление кислорода в исследуемой фазе

( нужно определить)

25. Учет в расчетах электронной проводимости твердых электролитов.

Реальные электролиты имеют смешанную проводимость: ионную, электронную, дырочную и т. д.

Условия использования кислородных датчиков в научных исследованиях и в промышленности таковы, что дырочную проводимость твердого электролита можно не учитывать

(учитывают , но не учитывают )

Уравнение для расчета с учетом электронной проводимости:

26. Электроды сравнения в кислородных датчиках и определение равновесного парциального

давления кислорода в электродах Ме-МеО для высокотемпературных измерений.

Электродами сравнения могут служить газовые электроды:

-чистый кислород

-воздух

Их используют при электрохимических измерениях в газах.

При измерениях в жидких металлах электродами сравнения являются смеси порошков металла и его оксида, например,

Расчет , если электродом сравнения является

Дж

_{Т=1730-1930 К}

_{поскольку} =>

27. Расчет активности кислорода в металлическом расплаве по результатам эл.Хим.Измерений.

Стандартные энергии Гиббса растворения кислорода в жидком железе и никеле из газовой фазы

, Дж Т=1800-2000 К

,Дж Т=1726-2000 К

Для данных реакций константа равновесия равна

Поскольку

- равновесное парциальное давление в исследуемом металле, рассчитанное по уравнению Нернста или с учетом электронной проводимости

Поэтому из уравнений имеем

28. Поверхностное и межфазное натяжение, работа адгезии и когезии, адсорбция, уравнение адсорбции Гиббса,они определяются.кой сталирхностное натяжение,краевой угол смачиванияений, характеристики смачивания и растекания.

Поверхностное натяжение или коэффициент поверхностного натяжения – величина, численно равная работе обратимого изотермического образования поверхности.

Поверхностное натяжение характеризует прочность межчастичных связей ( как и )

Чтобы увеличить или создать поверхность раздела фаз, нужно

затратить работу.

РАБОТА КОГЕЗИИ - это работа, затраченная против сил межчастичного взаимодействия при обратимом изотермическом разрыве столба однородной жидкости сечением, равным , то есть это работа по созданию двух новых единиц поверхности.

РАБОТА АДГЕЗИИ – работа, затрачиваемая по разрыву двух

несмешивающихся жидкостей на границе раздела

1,2-жидкости.

АДСОРБЦИЯ _– это изменение поверхностного натяжения вещества под действием изменения состава поверхностного слоя.

- Адсорбция на поверхности раствора (формула Гиббса)

В состоянии равновесия:

Если -стягивание капли

Если - растекание капли.