Кинетика гетерогенных процессов

Автор(ы):Барре П.
07.01.2024
Год изд.:1976
Описание: Книга посвящена кинетике процессов, имеющих огромное теоретическое и особенно практическое значение (например, процессов окисления металлов при высоких температурах, процессов карбидирования, азотирования, сульфидирования металлов и т.д.) … Данная книга является первой попыткой развить систематический подход к рассмотрению механизма гетерогенных реакций на уровне элементарных стадий. Книга предназначена для научных работников и инженеров, занимающихся вопросами химии твердого тела, катализа, технологии неорганических материалов. Ее можно рекомендовать в качестве учебного пособия для аспирантов и студентов, специализирующихся в указанных областях.
Оглавление:
Кинетика гетерогенных процессов — обложка книги. Обложка книги.
Предисловие [5]
Предисловие автора к русскому изданию [7]
Предисловие к французскому изданию [9]
Введение [11]
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ. МЕТОДЫ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ [15]
  Глава 1. Степень превращения и скорость реакции [15]
    I. Закрытые системы [15]
      1. Реакционные параметры, характеризующие состояние системы [15]
        А. Гомогенные системы [15]
          а. Простая химическая реакция [15]
          б. Одновременные реакции [19]
        Б. Гетерогенные системы [20]
          а. Общий случай [20]
          б. Пример реакции в системе твердое тело - газ [21]
      2. Скорость реакции в закрытой системе [23]
        А. Определение [23]
        Б. Соотношение между скоростью реакции и скоростью изменения числа молей какого-либо компонента [25]
          а. Закрытая гомогенная система. Случай единственной реакции [25]
          б. Закрытая гомогенная система. Случай нескольких параллельных реакций [27]
          в. Закрытая гетерогенная система. Случай нескольких параллельных реакций [27]
        В. Кинетическое уравнение [30]
          а. Изолированная реакция в закрытой гомогенной системе [30]
          б. Параллельные реакции в закрытой гомогенной системе [31]
          в. Параллельные реакции в закрытой гетерогенной системе [31]
    II. Открытые системы [32]
      1. Скорость реакции [33]
        а. Случай одной реакции [33]
        б. Случай нескольких реакций [36]
      2. Уравнение скорости реакции в открытой системе газ - твердое тело [40]
      Список литературы [41]
  Глава 2. Выбор аппаратуры и экспериментальных условий [42]
    I. Случай порошкообразных твердых образцов [43]
      1. Динамический режим [44]
      2. Статический режим [46]
        А. Закрытые системы [46]
          а. Прямые измерения в объеме реактора [46]
          б. Измерения в сообщающейся с реактором ячейке [46]
        Б. Открытые системы [48]
          а. Смесь газообразных реагента и продукта реакции [48]
          б. Случай, когда в реакторе присутствует один газ-реагент или продукт, разбавленный инертным газом [50]
          в. Случай, когда в реакторе присутствует только один газ-реагент или продукт [51]
      3. Смешанный режим [69]
      4. Исследование компонентов химической системы [69]
        А. Характеристики компонентов системы и их изменений [70]
          а. Структура и морфология [70]
          б. Состав [72]
          в. Термодинамические данные [73]
          г. Электрические и магнитные свойства [74]
          д. Характеристика поверхности [75]
        Б. Предварительная обработка образцов [78]
    II. Случай компактных поли- или монокристаллических образцов [79]
      А. Исследование поверхности [79]
      Б. Микроанализ поверхностных процессов [79]
        а. Приготовление чистых поверхностей [79]
        б. Методы поверхностного микроанализа [80]
    Список литературы [82]
  Глава 3. Экспериментальные результаты по кинетике реакций газ - твердое тело [85]
    I. Типичные формы кривых превращения и скорости реакций и их изменение под воздействием различных факторов и способов обработки образцов [85]
      1. Кинетические кривые с нулевой начальной скоростью [86]
        А. Бездиффузионные физико-химические превращения [87]
        Б. Собственно химические превращения [87]
          а. Разложение твердых веществ [88]
          б. Восстановление окислов металлов [100]
          в. Окисление металлов [103]
          г. Сульфидирование металлов и солей [104]
          д. Другие реакции [107]
      2. Кинетические кривые с ненулевой начальной скоростью [108]
        А. Случай максимальной начальной скорости [109]
          а. Разложение твердых веществ [109]
          б. Восстановление окислов металлов [111]
          в. Окисление солей [112]
          г. Сульфидирование солей [112]
          д. Окисление металлов и сплавов [114]
          е. Сульфидирование металлов и окислов [118]
      3. Выводы [120]
        А. Каковы факторы, способные вызвать изменения кинетического режима? [121]
        Б. Виды обработки, влияющие на период индукции либо оказывающие каталитическое или ингибирующее действие [125]
        В. Другие важные факторы: структура, морфология, температура и давление [126]
    II. Аномальные зависимости скорости реакции от температуры и давления [129]
      1. Влияние повышения температуры на скорость окисления углеродных волокон в области выше 1000° C [129]
      2. Влияние понижения давления паров воды на скорость термического разложения некоторых кристаллогидратов [131]
    III. Экспериментальные результаты, относящиеся к процессам зародышеобразования [134]
      А. Зародышеобразование в слое адсорбата [136]
      Б. Поверхностное зародышеобразование трехмерных фаз [139]
    Список литературы [140]
  Глава 4. Использование экспериментальных результатов и уравнение скорости [145]
    А. Выделение переменной a в уравнении скорости химической реакции [145]
      а. Аффинное преобразование в семействе экспериментальных кинетических кривых [146]
      б. Функция f(a) как характеристика протяженности реакционной зоны [148]
      в. Экспериментальные данные, характеризующие функцию k [T, Pj) [150]
      г. Соответствие между уравнениями скорости в кинетике гомогенных и гетерогенных химических реакций [152]
    Б. Случай, когда кинетические кривые не трансформируются друг в друга при аффинном преобразовании [160]
      а. Эффективная реакционная зона состоит из нескольких однородных областей распространения [161]
      б. Эффективная реакционная зона составлена из отдельных островков, разделенных во времени и в пространстве [163]
    Список литературы [176]
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ОСНОВЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ [177]
  Глава 5. Морфологические модели образования и роста зародышей [177]
    I. Образование и рост зародышей [178]
      1. Законы зародышеобразования [178]
        А. Гомогенное и гетерогенное зародышеобразование [178]
          а. Термодинамический подход [179]
          б. Кинетический подход [182]
        Б. Зародышеобразование в одну стадию [184]
        В. Зародышеобразование в несколько стадий [185]
      2. Морфологические модели образования и роста зародышей [190]
        А. Случайное зародышеобразование в объеме твердого реагента [193]
        Б. Экспоненциальный период ускорения [197]
        В. Зародышеобразование на поверхности твердого реагента [202]
          а. Плоская модель [202]
          б. Сферическая модель [208]
        Г. Случай очень быстрого возникновения зародышей на поверхности реагента [219]
    II. Краткое изложение теории роста тонких пленок окислов металлов [222]
      1. Определение предельной толщины пленки х0 [223]
        А. Толщина пленки X значительно превосходит х0 [226]
        Б. Толщина пленки мала по сравнению с х0 [226]
          а. Рост тонких пленок [227]
          б. Рост сверхтонких пленок. Обратный логарифмический закон [229]
    Список литературы [232]
  Глава 6. Молекулярные модели и элементарные процессы [234]
    I. Элементарные процессы подвода и переноса реагирующих веществ [234]
      А. Процессы адсорбции [234]
        а. Адсорбционная емкость поверхности [234]
        б. Диссоциация адсорбированных молекул [237]
        в. Модель Ленгмюра. Расчет скоростей адсорбции и десорбции [239]
        г. Межмолекулярные взаимодействия в слое адсорбата и гетерогенность поверхности [244]
        д. Реакции между адсорбированными молекулами. Бимолекулярные процессы [245]
      Б. Диффузионный скачок [246]
        а. Вероятность диффузионного скачка в одном направлении [246]
        б. Эффективная частота скачков в данном кристаллографическом направлении [250]
    II. Элементарные процессы на границе раздела фаз [251]
      А. Элементарные процессы на границе раздела при окислении металлов [с образованием защитного слоя) [251]
        а. Случай, когда твердая фаза MG - полупроводник n-типа с катионами в междоузлиях [256]
        б. Случай, когда твердая фаза MG - полупроводник n-типа с анионными вакансиями [235]
        в. Случай, когда твердая фаза MG - полупроводник p-типа с катионными вакансиями [270]
        г. Случай, когда твердая фаза MG - полупроводник p-типа с межузельными анионами [274]
      Б. Элементарные процессы на границе раздела в отсутствие защитного слоя продукта реакции [278]
        а. Обратимые эндотермические реакции разложения [278]
        б. Восстановление окислов металлов водородом [283]
      В. Реакции в отсутствие защитного слоя твердого продукта. Стадия химического зародышеобразования [284]
    Список литературы [289]
  Глава 7. Сочетание элементарных стадий в квазистационарном приближении [291]
    I. Квазистационарное приближение [291]
      А. Случай реакций в гетерогенной системе [292]
      Б. Комбинация стадий в предположении их обратимости и одинаковой локализации [295]
    II. Реакции, в которых защитный слой продукта не образуется [302]
      1. Реакции термического разложения [302]
      2. Восстановление окислов металлов водородом [303]
    III. Образование защитного слоя продукта [304]
      1. Общие аспекты проблемы [304]
        А. Обзор основных теорий [304]
          а. Диффузионная теория [306]
          б. Квазитермодинамическая теория [308]
          в. Электрохимическая теория [308]
          г. Теория кристаллического разупорядочения [309]
        Б. Влияние давления и температуры для случая, когда реализуется равновесие на границах раздела [311]
        В. Полное уравнение кинетики окисления металлов в термодинамической формулировке диффузионной теории [314]
      2. Комбинация элементарных процессов в предельных случаях структурной теории [319]
        А. Последовательность диффузионных скачков [320]
          а. Выражение для коэффициента диффузии в теории случайных блужданий [320]
          б. Применение стационарного приближения к описанию последовательности диффузионных скачков [324]
          в. Случай, когда эквипотенциальные поверхности имеют переменную площадь [328]
        Б. Применение квазистационарного приближения к различным предельным случаям разупорядочения [330]
          а. Решение систем уравнений [331]
          б. Закон импедансов и дополнительные уравнения для случая, когда защитный слой - полупроводник n- или р-типа [344]
    Список литературы [347]
  Глава 8. Упрощенное кинетическое описание. Зависимость от давления и температуры. Изменения кинетического режима [349]
    I. Зависимость от давления и температуры для «чистых» систем [349]
      1. Зависимость от давления в отсутствие защитного слоя продукта [349]
        А. Термическое разложение окислов металлов [349]
        Б. Восстановление окислов металлов водородом [350]
      2. Образование защитного слоя. Зависимость от давления и температуры [353]
        А. Пример расчета зависимости скорости от давления для случая, когда защитный слой - полупроводник n-типа [353]
          а. Разупорядоченность в форме межузельных катионов [353]
          б. Другие типы разупорядоченности [357]
        Б. Попытка интерпретации экспериментальной энергии активации в различных предельных случаях разупорядочения [360]
        В. Обсуждение пределов применимости упрощающих предположений [368]
        Г. Идентификация стадии, определяющей скорость реакции [371]
          а. Как показать, что определяющая стадия только одна? [371]
          б. Локализация определяющей стадии [371]
    II. Изменения кинетического режима [378]
      1. Изменения режима первого рода [378]
        А. Определение [378]
        Б. Пример [378]
        В. Выявление изменений режима первого рода [379]
          а. Изменение режима - результат перехода от одной определяющей стадии к другой [379]
          б. Изменение режима первого рода - результат перехода от одной комбинации определяющих стадий к другой [или к единственной стадии) [380]
      Г. Воздействие на морфологию [380]
      2. Изменения режима второго рода [380]
        А. Определение [380]
        Б. Пример [381]
        В. Влияние размеров зерен [381]
      3. Изменения кинетического режима смешанного типа [381]
        А. Определение [381]
        Б. Пример из числа реакций с образованием защитного слоя [382]
      4. Выводы [383]
    III. Поиски факторов, характеризующих эволюцию в системе газ - твердое тело [384]
      А. Типы эволюции [384]
      Б. Примеры [385]
        а. Пример совместного влияния напряжений и структуры [385]
        б. Роль ионной подвижности [386]
    IV. Выводы [387]
Список литературы [388]
Предметный указатель [390]
Формат: djvu + ocr
Размер:39576172 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 5 Рейтинг
Открыть: Ссылка (RU)