Теоретическая часть. Химическая кинетика или кинетика химических реакций - раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени

Химическая кинетика или кинетика химических реакций - раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.

Для понимания механизма взаимодействия исходныхкомпонентов эксперементальные данные следует проанализировать по уравнениям формальной кинетики, исходя из того, что лимитирующей стадией взаимодействия является:

- химическое взаимодейсвие ZnO и MoO₃:

(1 – G)^-2/3 – 1 = k_{1 *}τ, (1)

- диффузия реагентов через слой ZnMoO₄, разделяющий исходные реагенты:

(1 – (1 – G)^-1/3)²= k₂ * τ, (2)

1 – 2/3 * G – (1- G)^2/3= k₃ * τ, (3)

Скорость химической реакции твердофазного взаимодействия двух веществ может быть выражена уравнением:

= k * C₁^m * C₂ⁿ * S, (4)

где: С₁ и С₂ – концентрации реагирующих веществ на поверхности контакта;

m и n – коэфициенты химической реакции;

S – площадь контакта.

При изменении площади контакта и m = n соотношение (4) превращается в следующее:

= k¹ * (1 – G)^5/3, (5)

Интегрируя последнее при начальных условиях G = 0, t = 0 получаем уравнение:

(1 – G)^-2/3 – 1 = k`τ (6)

Для различных моментов времени определяют значение функции и строят график временной зависимости рассматриваемых функций.

Рис. 5.1 Зависимость количества свободного оксида цинка в смеси ZnO – MoO₃

Наиболее приемлемым считается уравнение, которое дает прямолинейную зависимость. Как правило, одно уравнение справедливо при более низких температурах, другие – при более высоких. в случае получения линейной зависимости находят константу скорости по тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс и далее из соотношения (7) аналитически определяют знергию активации процесса:

Lg = * ( - ) (7)