CHƯƠNG 6: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN

Chia sẻ: Nguyen Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

481
lượt xem 100
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khuếch tán là quá trình tự diễn biến tải vật chất để tạo nên sự phân bố cân bằng nồng độvật chất. Nguyên nhân: + Do nhiệt độ + Do điện trường + Do từ trường → phụ thuộc nồng độ sai sót cấu trúc → luôn tồn tại trong tinh thể

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 6: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN

LOGO 1 CHƢƠNG 6: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN
2
3 Khuếch tán là quá trình tự diễn biến tải vật chất để tạo nên sự phân bố cân bằng nồng độ vật chất. Nguyên nhân: + Do nhiệt độ + Do điện trường + Do từ trường → phụ thuộc nồng độ sai sót cấu trúc → luôn tồn tại trong tinh thể
4 + Khuếch tán qua cát nút mạng: các ion từ vị trí xen kẽ này đến vị trí xen kẽ khác + Khuếch tán qua các nút trống cation hay anion: ion tới nút trống, để lại nút trống mới
5 Chuyển chất tới vùng phản ứng : miền khuếch tán Thực hiện phản ứng trên bề mặt : miền động học → Giai đoạn chậm nhất quyết định tốc độ phản ứng
6 Định luật Fick I : Định luật Fick II: C: nồng độ cấu tử bị khuyếch tán t: thời gian khuyếch tán x: phương khuyếch tán D : hệ số khuếch tán J : lượng chất khuếch tán qua một đơn vị bề mặt
7 Định luật Fick I : Định luật Fick II:
8 Phương trình Nerst-Eistein + Trong phản ứng hóa học: với Di = kT.Bi Bi : độ di chuyển dưới ảnh hưởng của điện trường + Độ dẫn điện ion: σi là độ dẫn ; z: điện tích
9 + Dòng khuếch tán lỗ trống : D = α.ao2.ω.C α : hệ số phụ thuộc dạng hình học tinh thể ao : hằng số chuyển chất ω : tần số chuyển nguyên tử từ vị trí cân bằng vào lỗ trống C : nồng độ lỗ trống
10 A+B=C+D → Muốn phản ứng xảy ra A & B phải tiếp xúc nhau Các mô hình tiếp xúc: → Khi tiếp xúc nhau, thực hiện quá trình trao đổi chất và điện tử
11  Ít xảy ra ở nhiệt độ thường, xảy ra ở nhiệt độ cao  Điểm bắt đầu phản ứng tại những vị trí khuyết tật, sai lệch trên bề mặt.  Tốc độ phản ứng tỉ lệ với bề mặt tiếp xúc chung  Tùy thuộc vào độ linh động của các ion và khả năng tạo dung dịch rắn của các chất  Cấu trúc mới có thể phá vỡ hay hình thành cơ sở cấu trúc củ của nguyên liệu
12 VD: Hòa tan kim loại trong axit mạnh, phá mẫu bằng axit hay kiềm, phản ứng ở trạng thái nóng chảy. - Phụ thuộc tốc độ hòa tan của chất rắn - Phản ứng khơi nguồn tại vị trí khuyết tật, sai sót bề mặt - Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc bề mặt
13 Ví dụ: kim loại tác dụng phi kim, phản ứng phân hủy - Tạo lớp sp trên bề mặt phân pha - Có ít nhất một phản ứng di chuyển qua sp VD: oxi hóa Cu tạo Cu2O O2 = 2O + 4VCu-+ 4h+  Dòng di chuyển từ II  I : VCu- và h+ VD: oxi hóa Zn tạo ZnO ZnO = Zni2+ + e- + ½O2  Dòng di chuyển từ I  II gồm Zni2+ và e-
14  Mô hình của Wagner & Smalsrid VD: mô hình phản ứng tạo spinel NiO+ Al2O3 = NiAl2O4 3Ni2+ và 2Al3+ khuếch tán ngược chiều nhau  Trên mặt biên giới NiO/NiAl2O4: 2Al3+ + 4NiO → NiAl2O4 + 3Ni2+  Trên mặt biên giới Al2O3/NiAl2O4: 3Ni2+ + 4Al2O3 → 3NiAl2O4 +2Al3+
15 TH1: Các ion A2+, O2- khuếch tán qua sản phẩm tạo lớp sản phẩm phía B2O3 TH2: Các ion B3+, O2- khuếch tán qua sản phẩm tạo lớp sản phẩm phía AO TH3: Sản phẩm tạo thành ở 2 phía do sự khuếch tán ngược của các ion
16 CaO + SiO2 = CaSiO3 Cơ chế: khuếch tán cation Ca2+ và e- qua lớp sp O2 khuếch tán ở dạng khí : O2- = 1/2O2 + 2e- Các phản ứng cùng cơ chế: R2O3 + Fe2O3 = 2RFeO3 (R: La, Nd) ion kt R3+ MO + Fe2O3 = MFe2O4 (R: Mg, Cu, Rb) ion kt M2+ ZnO + Al2O3 = ZnAl2O4 ion kt Zn2+ Ag2S + Sb2S3 = 2AgSbS2 ion kt Ag+ NiO + Cr2O3 = NiCr2O4 ion kt Cr3+
17 BaO + BaWO4 = Ba2WO5 Cơ chế: Khuếch tán cation ngƣợc chiều nhau (Ba2+ và W6+) Các phản ứng cùng cơ chế: CoO + Al2O3 = CoAl2O4 MO + ZnFe2O4 = MAl2O4 + ZnO (M: Ni, Mg) ion kt M2+ và Zn2+ MgO + Fe2O3 = MgFe2O4
18 2PbO + Nb2O5 = Pb2Nb2O7 Cơ chế: Khuếch tán cation và anion qua lớp sp(Pb2+ và O2-) Các phản ứng cùng cơ chế: (W6+ và O2-) WO3 + CaO = CaWO4 ZnO + Al2O3 = ZnAl2O4 (Zn2+ và O2-)
19 BaO + WO3 = BaWO4 Cơ chế: Khuếch tán pha hơi qua lớp sp (WO3) Các phản ứng cùng cơ chế: hơi kt BaO BaO + Ba2WO5 = Ba3WO6 hơi kt Fe2O3 MgO + Fe2O3 = MgFe2O4
20  Mô hình phản ứng trao đổi AX + BY = AY + BX Mô hình Iosita: Sản phẩm tạo thành nằm giữa lớp tác nhân phản ứng → Tốc độ phản ứng chậm, sp chủ yếu do sự khuếch tán của các cation. quá trình khuếch tán A+ trong BX và B+ trong AY gặp khó khăn