41. Кинетика твёрдофазовых реакций. Реакции 1 и 2 типа(нету)
Учение о твердофазовых реакциях является основной технологических процессов производства ряда машиностроительных материалов (вяжущих веществ, огнеупоров, керамики, изделий порошковой металлургии) :Эти реакции связаны со взаимодействием твердых веществ обычно в порошкообразном состоянии, при отсутствии жидкой фазы. Характер их во многом специфичен и отличен от характера реакций в жидкостях и газах. Твердофазовые реакции протекают очень медленно и практически никогда не доходят до конца . Они сопровождаются не только химическими, но и физическими или физико-химическими процессами такими, например, как спекание, рекристаллизация, полиморфные превращения Как только в процессе реакции появляются твердые продукты реакции, разделяющие исходные вещества, дальнейшим ход реакции определяется диффузией через слой этих продуктов реакции. Явления диффузии, спекания, рекристаллизации оказывают существенное влияние не только на ход реакции, но и на свойства конечных продуктов.
В твердых телах реакции осуществляются главным образом за счет переноса ионов и электронов. В твердых телах реакции определяются чаще всего перемещением катионов, поскольку подвижность анионов в большинство случаев ничтожно мала по сравнению с катионами При этом возможна диффузия катионов одного сорта, сопровождающаяся перемещением электронов, или встречная диффузия катионов разного сорта. В этом и другом случае сохраняется электронейтральность решетки. Скорость перемещеиия катионов регулирует электрический потенциал, возникающий при их движении. Вообще направленная диффузия осуществляется лишь в электрическом поле или при наличии градиента концентрации в системе. Характерная особенность многих реакций в твердых смесях - их ступенчатое протекание.
42. Общие понятия электрохимии. Электродные потенциалы. Механизм их возникновения.
Электрохимия – раздел физической химии, изучающий связь между химическими процессами и электрическими явлениями, свойства растворов электролитов, электропроводность растворов, процессы электролиза, работу гальванических элементов, электродные процессы.
При соприкосновении проводника первого рода (электрода) с полярным растворителем (водой) либо раствором электролита на границе электрод – жидкость возникает т.н. двойной электрический слой (ДЭС). В качестве примера рассмотрим медный электрод, погруженный в воду либо в раствор сульфата меди. При погружении медного электрода в воду часть ионов меди, находящихся в узлах кристаллической решетки, в результате взаимодействия с диполями воды будет переходить в раствор. Возникающий при этом на электроде отрицательный заряд будет удерживать перешедшие в раствор ионы в приэлектродном пространстве – образуется двойной электрический слой Отрицательный заряд на электроде будет препятствовать дальнейшему переходу ионов меди в раствор, и через некоторое время установится динамическое равновесие, которое можно однозначно охарактеризовать потенциалом электрического поля ДЭС Φ, зависящего от заряда на электроде, или некоторой равновесной концентрацией ионов в приэлектродном слое Сo. При погружении медного электрода в раствор СuSО4, содержащий ионы меди в концентрации С возможны три случая:
Рис. 3.10 Схема двойного электрического слоя на границе электрод-раствор
1. С < Сo. Поскольку концентрация ионов меди в поверхностном слое меньше равновесной, начнется переход ионов из электрода в раствор; электрод заряжается отрицательно, в поверхностном слое раствора катионов будет больше, чем анионов (рис. 3.9а).
2. С > Сo. Поскольку концентрация ионов меди в поверхностном слое больше равновесной, начнется переход ионов из раствора в электрод; на электроде возникает положительный заряд и в поверхностном слое преобладают анионы SО42- (рис. 3.9b).
3. С = Сo. Поскольку концентрация ионов меди в поверхностном слое равна равновесной (такие растворы называют нулевыми), заряд на электроде не возникает, двойной электрический слой не образуется.