Гетерогенные процессы. Диффузионная и кинетическая области реагирования. Лимитирующая стадия.

Реакции, в которых реагирующие вещества находятся в разных фазах, называются гетерогенными

Гетерогенные процессы, связанные с переносом реагентов из объема фаз к поверхности, где происходит химическая реакция, и отводом от нее продуктов реакции, являются многостадийными

Перенос вещества называется массопереносом.

Различают внешнюю и внутреннюю массопередачу.

Скорость многостадийного процесса определяется скоростью самой медленной стадии, которая называется лимитирующей.

Кинетика реакций, в которых наиболее медленным звеном является перенос вещества (подвод или отвод реагентов) , называется диффузионной кинетикой.

Процесс идет в диффузионной области (лимитирует диффузия),

Процесс идет в кинетической области (лимитирует химическая реакция)

В металлургических процессах часто скорость химической реакции высока и не лимитирует скорость процесса.

Концентрационный кислородный гальванический элемент с твердым электролитом. Его устройство, принцип работы. Схема измерения ЭДС. Температурные пределы использования кислородных датчиков.

Гальванический элемент - устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую_.

Уравнение Нернста. Его получение и использование в расчетах.

Рассмотрим идеальную кислородную ячейку, работающую обратимо при

Произведенная ячейкой работа равна изменению химического потенциала

Кислорода

Поскольку получаем или

-Уравнение Нернста для идеальной кислородной ячейки, где все заряды переносятся только ионами кислорода

- равновесное парциальное давление кислорода в электроде сравнения (известно)

- равновесное парциальное давление кислорода в исследуемой фазе

( нужно определить)

Учет в расчетах электронной проводимости твердых электролитов.

Реальные электролиты имеют смешанную проводимость: ионную, электронную, дырочную и т. д.

Условия использования кислородных датчиков в научных исследованиях и в промышленности таковы, что дырочную проводимость твердого электролита можно не учитывать

(учитывают , но не учитывают )

Уравнение для расчета с учетом электронной проводимости:

Электроды сравнения в кислородных датчиках и определение равновесного парциального

Давления кислорода в электродах Ме-МеО для высокотемпературных измерений.

Электродами сравнения могут служить газовые электроды:

-чистый кислород

-воздух

Их используют при электрохимических измерениях в газах.

При измерениях в жидких металлах электродами сравнения являются смеси порошков металла и его оксида, например,

Расчет , если электродом сравнения является

Дж

_{Т=1730-1930 К}

_{поскольку} =>