Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 118
Текст из файла (страница 118)
20 в. их стали использовать в технике. В результате техиофильность (т,е. отношение массы добываемого элемента к его кларку) у многих Р.э. стала значительной. Напр,, техиофильность 349 у Н( почти тикая же, как у А1, а у Ке — как у В и Со, что дани болыие, чем у К и Мй. Добьгча большинства Р. з. связана с комплексной переработкой минер, сыры, т.к, их источниками слуткат руды более распространенных элементов.
Бром н нод добывают из озерных рассолов и глубоких подземных вод, иод, кроме того, из водорослей. Лв. л Иванов В В., Геохвмня рае»»явных тлен»атон. Оа, Ое, ОВ, 7в, П в гвлротермалхных мееторонленнвх, М., !9бь, Зырянов М. Н., Навал»» аая А. П., О»а«вы те»воле»на м»тргеввв »та»»аааааг» авеыевтов, М., »9щ Коленкоеа М. А., Крова О. Е., Метатлкргнв ра»»еянаых влитых реапы меты!вов, м., »977, Геолоотыокнв»оравоаанк оо»влерофвлвамм н аагыыа фнльным релкнм металлам, М, »9В9. л.н.
пер м РАСТВОРЕНИЕ твердых тел, гетерогенное физ.-хим. взаимод. твердого тела и жидкости, сопровождающееся переходом твердой фазы в р-р; один из осн. процессов хим. технологии. Р. слслует отличать от энстрагироваиил, прн к-ром контактирующие с р-ром твердые частицы состоят нэ двух илп более р-римых и инертных твердых фаз, а Р.
носит избират. характер (см. также Выгиелачиваиые). Различают физическое, химическое и электрохимическое Р. При физическом Р. переход в р-р в-ва не сопровождается изменением его хим. состава; в-во можно выделить в твердом состоянии с помощью выпаривания и кристаллизации. При химическом Р, переход в-ва в р-р сопровождается хим.
р-цией; нсходнос в-во нельзя выделить из р-ра в твердом состоянии физ. методами (примеры — Р. металлов илн нх оксидов в к-тах, Р. фосфоритов либо апатитов в сернокнслотном р-ре с получением Нз РО, и др.). Электрохимическое Р. протекает в условиях, когда процессу сопутствует перенос элсктрич. зарядов. Наиб. изучены закономерностя и практика Р. твердых в-в с ионной кристаллич, решеткой (гл. обр. соли), к-рым в осн, посвящена данная статья.
Физико-химические основы пронесся Р. сопровождается поглощением или выделением теплоты. Тепловой эффект Р. находят по ур-нию: ЛН, = 6— — ЛН„мг, где Н-энергия кристаллич. решетки растворяемой сот!, ЛНи„- теплота пгдрагации (сольватации) перешедших в р-р иойоов соли. При 6 > ЛН„,! и ЛНр > 0 процесс эидотермичен; при 6 с ЛН„а и ЛН, > 0 процесс экзотермичен. Условия самопроизвольйого протекания процесса определяются знаком величины Л6, к-рую вычисляют по выраягеиию: Л6 = ЛН вЂ” ТЛ5, где Т- або, т-ра; Лу- изменение о энтропии. При Л6 с 0 вероятно Р., при Л6 > 0 вероятен обратный процесс — кристаллизация. Расчет может дагь положит, либо отрицат.
результат (отсутствие или наличие растворимости). При иек-рой концентрации, наз. концентрацией насьпцения с„между твердым телом и жидкостью устанавливается равновесие. При ием хим. потенциал в-ва в р-ре становится равным хим. потенциалу того же в-ва в твердом состоянии, Концентрация г, не зависит от давления, однако в значит. степени определястся т-рой, с увеличением к-рой р-римость возрастает. Послелняя оказывает сильное влиание на кинетику Р. С увеличением р-римости возрастает разность коипентраций (движущая сида процесса) и Р.
ускоряется (см. также Растворы). Физическое Р. может протекать по диффузионяому, кинетич. н.гн смешанному механизму (см. Маг соабмеи). Рассмотрим нанб. распространенный лиффузиоиный механизм. При Р. на гюв-сти растворяющегося гела возникает диффузионный пограничный слой, в пределах к-рого когщентрашш изменяется от с„на пов-сти тела ло концентрации с в осн. массе р-ра. Пря погружении тела в неподвижную жидкость в прелатах диффузионного слоя возникает движение жидкости, побуждаемое разностью плотностей ее и тела в слое и вие его (естеств.
конвекпия). При погружении тела в движугцуюся жидкость в пределах диффузионного слоя также вознихаст двиэ»ение, скорость к-рого снижается по мере приближения к пов-сти тела (вынужденная конвекция, ускоряемая перемешиванием). При этом толщина слоя зависит от его диффузионных и гидродинамнч. параметров и уменьшается с увеличением числа Рейнольдса Ке ргт/и 350 180 РАСТВОРЕНИЕ (о-скорость обтекания жидкостью объекта Р., с(-его размер, у — кинематнч. вязкость жидкости).
Осн. закон кинетики диффузионного Рл — с(М/с(г = = )ср(с — с), где М вЂ” масса растворяющегося в-ва, г-время, )с — коэгр. Массоотдачи, à — площадь пов-сти Р. Параметр )с определяется ур-пнями в обобщенных переменных (табл.; см. Подобия огеория).
Условия Р. Ур-ник' ЯЬ Об /Яааг гба < Яаат < гоге ЯЬ = 0135 .„Гзааг Ясог л гою р.— р Пле Яь ьйгО Яс г/О Ог р ЯЬ= /Й(05шесз»00224йеетз)200<йе<2 Юз з р,-ров ЯЬ 0,28 /Йлг Аг р г' ЯЬ=0115 /Яаке '/,/2 Вашата. каншкпни Обтсканне расгзарающегаак тела пинк ктзю Р.
часпгь лззешеннык з питает Да»пенне пиппюг» па трубам нлн «аяалам нэ растеаршащегааи шпаря ала Мек, персмешвиание р-ра Ь = (О,зят,'/ „Е„з/Яазгз Очазназешяг О- казф. »иффузнн; л-уакарсние сааб. палеюш; р-плат». р ра, р„-плати. оааыщ.
р-ра; р,-ипаты. тиерлзп шспщ;/,-тзф. ту»пня; и, = = я) ру,-арсдиш значсюю лйсснпацни эиергни а елиннпе машы пер«мешнааемай пняксстя; я = ( риз и'„- машвасга, затразялаемаа н» персмешнзанис; 1' -абзсм зшлкаатн а мшарзтс; е-кастета вращав»» мешалки; Л„-ляи»стр акруиваати, ашюыааемай мешалкой, ф-козр. аапратиелешш аращелию мешалки. г М/г г Гс /П/Ик + 1//с) Аналогично физическому Р, в данном случае татке различают диффузионный, кннетич.
и смешанный механизмы. Р. с образованием новой твердой фазы. Возможно песк. вариантов процесса. 1) Твердый продукт р-ции немедленно удаляется с пов-сти Рб при этом скорость процесса остается постоянной (при Г = соп81 и с = соп81). 2) Твердый продукт образует пленку с постоянной по толщине пористостью, плотно связанную с исходным твердым материалом. По мере протекания процесса толщина пленки возрастает, а скорость процесса сиижаетси. Анализ кинетики Р. сферич. частиц (наиб. Распространенный случай) в описанных условиях приводит к выражению: 1 (а 1 (1 а)грз)згз 20 гр2 1 а — 1 гор, где Оз = г/ггб а = т'(Р,/Р,); га, г-начальный и текУщий радиусы растворяющейся сферй из исходного в-ва; р„р,— плотн.
в-ва и продухтов р-ции; 12,— коэф. диффузии в-ва сквозь пленку продуктов!/,т'-стехйометрич. коэф. пересчета от исходного в-ва к реагенту и от продуктов р-ции к растворяющемуся в-ву. 3) Образующаяся твердая фаза кристаллизуется в р-ре, что обусловлено его пересыщением, и осаждается на повети Р. Ее экранироваиие тем значительнее, чем выше концентрация твердых частиц в р-ре.
Р. с образованием газообразной фазы встречается особенно часто (Р. Металлов в к-тах и разложение 351 Химическое Р. Может протекать без образования нли с образованием новой фазы. Р. без образования новой фазы (продукты р-пии растворены в жидкости). Скорость процесса находят из выражения: ггМ/с(г = /сл а л Г = /с (сз — сл ) Г, где /сл-константа скоРости Р-ции на пов-стн Рд с, сл-концентрации реагента (к-та, щелочь) в осн. массе р-ра и на пов-сги Рб т — стехвометрич.
коэффициент. При т = 1 имеем; вми карбонатов нли сульфитов с выделением Нз, СО2 нли ЗО2). Газообразные продукты оказывают силъиое„ийогда определпощее влияние на химическое Рл изолируют от жидкого реагента пов-сть р-цин и способствуют хоропгему перемешиванию р-ра вблизи этой пов-сти благодаря выделеивю газовых пузырьков. Интенсивность пузырькового режима, число пузырьков и частота их образования зависят от концентрации реагеита. С ее увеличением возрастает константа скорости йт При определенной концентрации реагента, наз.
критической, константа достигает максимума, а при дальнейшем увеличении уменьшается. Для мн. объектов Р. в условиях газовыделения протекает в диффузионной области; закономерности изменения константы /с„объясняются следующим образом: с возрастанием концентрацнн реагента интенсифицируется пузырьковый режим, чго способствует турбулнзации пограничного слоя и уменьшению толщины диффузионного слоя, т.е.
интенсификации транспорта реагента к пов-сти Р. Одновременно ускоряется экранирование пов-сти (изоляция ее от жилкой среды), вследствие чего по достижении крнтич. концентрации величина йл начинает снижаться. Помимо козщентрапии реагента на константу скорости влияют вязкость жидкости (с ее увеличением /сл уменьшается) и давление в системе; при возрастании последнего рост пузырьков и общая интенсивность пузырькового режима снижаются, что также приводит к уменьшению /сл.
Опытные данные по кинетике Р. ряда объектов обобщены критериальными ур-пнями, к-рые прнменимы к концентрациям, ие превышающим критические: Б)зе = 55 к/йее Бс < 300 Язе 3,1 /% /йее Зс>300 10 5<Вез<10 $)зе =(/сягб/)2» Бее =(1дпг/)/(Рго ) Зс = о /)зя, где а-поверхностное натяжение жидкости; Вл — коэф. диффузии реагента; р, р„— плоти. жидкости и газа; гул-плоти. потока реагента к пов-сти Р.;! — стехиометрич. коэффициент.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
