2. Обработка результатов исследования

Исследования проводятся с использованием дериватографа Паулик-Паулик и Эрдей. Объект исследования (CuS, Cu2S, ZnS, PbS, FeS) выбирается преподавателем.

Тепловыделение в процессе эксперимента описывается формулой:

(6)

где: dS- элементарная площадка, зафиксированная самопишущим прибором за время dt; q- тепловыделение, t₁ и t₂ - время начала и конца процесса; J - постоянная эксперимента.

На рисунке 3 приведена типичная дифференциальная кривая. Пло­щадь термограммы, заштрихованная на рисунке, пропорциональна коли­честву выделившегося тепла.

Рисунок 3-Дифференциальная термограмма окисления

Степень протекания процесса (α) за определенный интервал времени пропорциональна отношению площади тер­мограммы к максимальной площади, соответствующей полному протеканию процесса.

Данные эксперимента сводятся в таблицу 1.

Таблица 1- Результаты эксперимента

Температура, К	Т1	Т2	Т3
Интервал времени, сек.	α - степень протекания процесса
0-30
0-60
0-90
0-120
0-150
0-180

Константу скорости реакции окисления сульфида К при данной температуре находят как тангенс угла наклона, образованного кривой построенной в координатах τ (ось абсцисс) и ln 1/(1-α). (ось ординат), где α - степень протекания процесса, соответствующая времени τ.

Порядок реакции по кислороду определяют из формулы:

lgV=nlgC_O2+lgK (7)

где: V- скорость реакции, определяется как тангенс угла накло­на кинетической кривой в координатах; α- ось абсцисс; τ- ось ординат; n- порядок реакции по кислороду, определяется как тангенс угла наклона кривой в координатах; lgV-ось абцисс; lgC_O2-ось ординат; C_O2-концентрация кислорода в газовой фазе.

Кажущаяся энергия активации Е вычисляется но уравнению:

Е=2,3R(lgK₂-lgK₁)/(1/T₁-1/T₂), (8)

где: K₁ и K₂- константы скорости реакции при температурах T₁ и T₂.

По величине Е оценивают лимитирующую стадию процесса при дан­ной температуре. Значения кажущейся энергии активации- до 1216 кДж/моль соответствуют протеканию реакции в диффузионной обла­сти. Протеканию реакции в кинетической области соответствует зна­чение кажущейся энергии активации больше 50-60 кДж/моль. Промежу­точное значение E соответствует протеканию реакции в переходной области.

Кроме того лимитирующая стадия оценивается по уравнению Еро­феева. После двойного логарифмирования это уравнение принимает вид:

lg[-lg(1-α)]=nlgt+lg(K·lge), (9)

где n- определяется как тангенс угла наклона в координатах; lg[-lg(1α)]- ось ординат; lgt- ось абсцисс.