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: |
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: | 363 |
Открыть: | Ссылка (RU) |